圖6 夾具安裝在立式加工中心上

圖7 立式加工中心上裝夾零件加工

經(jīng)分析，同軸度超差的主要原因是三爪定位加緊過(guò)程中容易磨損，并且自定心精度不高，三爪懸臂過(guò)長(zhǎng)與零件裝配后動(dòng)平衡不好，且在反復(fù)使用更換后，易于磨損，會(huì)造成加工的內(nèi)孔同軸度達(dá)不到圖紙要求；在裝夾的過(guò)程中，三爪張開(kāi)力不易控制易導(dǎo)致零件夾不緊或變形。采用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)內(nèi)漲芯軸夾具后，同軸度達(dá)到了尺寸要求。

三、芯軸夾具在軟質(zhì)材料加工中的應(yīng)用

某金屬密封襯墊零件如圖8所示，零件材質(zhì)為純鋁1060，加工數(shù)量500件。零件為薄板環(huán)狀結(jié)構(gòu)，外徑Φ13．5 mm、內(nèi)徑Φ6 mm，厚度3 mm，零件兩個(gè)端面需加工三條90o環(huán)形槽，用于補(bǔ)償軟金屬在壓縮狀態(tài)下的變形空間，零件表面粗糙度為Ra1．6μm。

圖8 金屬密封襯墊結(jié)構(gòu)示意圖

零件結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，加工工藝也非常簡(jiǎn)捷，零件毛坯采用直徑Φ20 mm的軟鋁棒料，在數(shù)控機(jī)床上，一次裝夾先加工好工件的內(nèi)孔、外圓以及一個(gè)端面，再切斷工件加工另一面。在另一端面加工中，零件毛坯厚度已減至3．2 mm，零件再加工的裝夾較為困難，考慮零件材質(zhì)較軟，零件二次裝夾加工分別采用了三爪自定心軟爪卡盤(pán)裝夾和兩瓣塊夾具夾緊，這兩種裝夾形式均不穩(wěn)定，部分加工件夾持力太小，車(chē)削過(guò)程出現(xiàn)工件“打滑”，部分加工件夾持力偏大，零件外圓表面被“夾傷”。新設(shè)計(jì)的內(nèi)襯芯軸夾具如圖9所示。

圖9內(nèi)襯芯軸夾具裝夾示意圖

在夾具體頭部通過(guò)線切割加工，對(duì)稱切出0．2 mm的縫隙，使之成為彈性?shī)A頭，可供螺帽夾緊工件。芯軸用來(lái)支撐夾具體的內(nèi)孔，限制了壓緊狀態(tài)下夾具體的變形量。

夾具體的安裝孔還需進(jìn)行二次再加工，以保證定位基準(zhǔn)準(zhǔn)確，在機(jī)床上擰緊螺帽，按工件外徑配加工出安裝孔，控制過(guò)盈間隙約0．02 mm，后期工件的裝卸僅需松開(kāi)或擰緊螺帽。當(dāng)夾緊力不足時(shí)僅需取出芯軸，修小芯軸的外徑，增大夾具體壓緊狀態(tài)下的變形量。手工裝夾的過(guò)大夾緊力，幾乎都傳遞至芯軸，不會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生影響。同時(shí)芯軸后端設(shè)有彈簧頂桿，起輔助推出工件的作用。

內(nèi)襯芯軸夾具如圖10所示，零件加工時(shí)的裝夾過(guò)程為：松卸螺帽，內(nèi)襯芯軸推入夾具體口部，在夾具體止口處裝上待加工工件，輕推工件使其已加工面緊貼夾具體頭部?jī)?nèi)止口內(nèi)壁，通過(guò)手工旋合壓緊螺帽，使夾具體外部錐面被擠壓壓緊工件，保證加工零件被夾緊，即完成工件的裝夾。松開(kāi)螺帽，夾緊力釋放，零件自動(dòng)被彈簧頂桿推出。零件裝夾過(guò)程迅速快捷，加工過(guò)程穩(wěn)定，加工后外表面未出現(xiàn)夾傷現(xiàn)象，夾具重復(fù)定位準(zhǔn)確，使用方便。

圖10內(nèi)襯芯軸夾具及加工效果圖

四、結(jié)語(yǔ)

內(nèi)襯芯軸夾具將夾緊力由不確定的手工夾緊力轉(zhuǎn)換為芯軸間隙控制，使工件裝夾的夾緊力控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)，解決了軟材質(zhì)零件加工中的裝夾難題。使用方便，可以大幅縮短加工中的輔助裝夾時(shí)間，這種裝夾定位模式重復(fù)定位準(zhǔn)確，加工過(guò)程穩(wěn)定，適合于軟質(zhì)材料的批量加工。