實戰教學丨從工件缺陷分析到夾具改進

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前言

生產中發現加工零件尺寸精度出現問題對於企業來說是非常頭疼同時也是很常見的一件事。遇到這樣的情況，應該怎麼辦，如何分析和改善？今天夾具俠分享一篇文章，針對殼體工件精車外圓工序外徑超差的現象進行了分析，改進了殼體精車外圓夾具，將原夾具的徑向夾緊改為軸向拉緊。同時介紹了夾具結構及工作過程。並對夾具主要零件的設計作了詳細的介紹。話不多說，就讓我們開始吧！

下圖所示是某公司產品的重要零件。

一、生產中出現的問題及原因分析

1.1：生產中出現的問題

1.2：原因分析

①由於該工件毛坯採用管材，而管材經過固溶處理和自然時效後，內部存在較大的殘餘內應力。

②由於該工件壁厚較薄，如果夾具與工件被夾部位接觸面積太小，夾緊時，工件就會產生過大的彈性變形。工件加工完成從夾具上卸下後，夾緊力消失，工件產生彈性恢復致使外徑超差。

③由於選擇切削用量過大，工件在切削過程中，受到較大的切削力作用，使工件產生彈性變形。

二、改進措施

針對殼體產生變形的原因，提出以下改進措施：

①採用高低溫循環處理工藝

為減小材料內部的殘餘內應力，一般採用高低溫循環處理工藝。雖然能減小材料內部的殘餘內應力，但增加了能量消耗。

②合理選擇切削用量

要減小夾緊力而又不致使工件在切削過程中發生「打滑」現象，只有減小切削用量，同時，適當提高切削速度，併合理選擇刀具角度。

採用上述兩種措施後，通過試驗，加工後的工件外徑大部分仍然超差。

三、精車外圓夾具改進

為減小工件的彈性變形，決定改進夾具的夾緊方式，將原來的徑向夾緊改為軸向拉緊。改進後的精車外圓夾具如圖3所示。

3.1：夾具結構

該精車外圓夾具的結構主要由定位及夾緊兩部分組成。定位部分主要由撥桿1、法蘭盤2、心軸3組成；夾緊部分主要由連接套4、夾緊套5組成。

3.2：夾具工作過程

3.3：效果

採用改進後精車外圓夾具加工的工件，尺寸精度和幾何形狀精度都完全滿足產品圖的要求。

四、夾具主要零件的設計

4.1：心軸的設計

心軸是殼體精車外圓夾具中比較重要的一個零件，主要是用來定位和連接夾具上其他零件，因此，要求心軸具有良好的綜合機械性能。設計的心軸如圖4所示。

心軸選用45鋼製造，熱處理250～280HB。

4.2：連接套的設計

連接套也是夾具中重要的一個零件，主要是用來定位和夾緊工件。設計的連接套如圖5所示。

連接套選用45鋼製造，熱處理250～280HB。

五、生產中注意的問題

①工件在精車外圓前，必須先粗車外圓。其目的是切除外表面的大部分餘量，以保證之後精車外圓的加工精度。經過粗車外圓的工件，在常溫下，必須放置24H以上，方可轉入下一道工序。

②精車外圓工序採用兩個工步，第1工步先半精車外圓，外圓留加工餘量0.15 mm；第2工步精車外圓，保證各尺寸。

結語

該夾具結構緊湊，拆裝方便，製造簡單，加工出的工件完全滿足產品圖要求。同時，該夾具結構也為同類型工件的加工提供了借鑒。