铝合金车轮精加工用弹性减振装置 中信戴卡轮毂制造股份有限公司 （河北秦皇岛ｏ６６ｏｏ３） 王顺新 燕山大学继续教育学院 （河北秦皇岛￣６００４） 任志霞 在精车或者镜面车加工过程中，夹具的稳定性至关 重要。本文旨在推荐一种适用于精车和镜面车的能够防 止工件振动的弹性夹具。 １．夹具的结构和使用 夹具的整体结构如图１ａ所示。其中工件１是待加 工的铝合金车轮，根据产品要求，工件１的外表面需要 达到表面粗糙度值 。＝０．２ ｍ，尺寸精度Ｉ，丌一ＩＴ８的要 求。因此，采用精车或者镜面车加工。 （１）夹具的组成部分由图１ａ可知，整个夹具按 照使用功能可以大致分为四个部分：夹具主体、定位单 元、拉杆部分、弹性橡胶减振单元。 １ ，３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ ｌ６ １７ １８ ｌ９ （ｂ） 图 １ １．工件２．锥套拉杆３．弹性胀套４．端面定位块 ５．法兰６．底座７、８．铝盘９．橡胶条 １Ｏ．限位螺钉 ｌ１．支撑环１２．滑动销 ｌ３．连接拉杆ｌ４．平衡块１５．钢球 ｌ６．压板１７．心轴ｌ８．端面定位１９．拉杆 囵兰 掣 ！塑 参磊 工冷加工 ＷＷＷ．ｍａｃｈ，ｎｉＳｔ．ｃｏｍ．Ｃｎ 夹具主体部分主要由底座６、法兰５、平衡块１４组 成。其中底座６为夹具的主体，为使夹具精准地安装在 机床上，将底座６的底部设计成锥孔，以与机床相匹 配；法兰５安装在底座上端，既为定位部分提供安装基 准，又为拉杆部分提供定位基准；平衡块ｌ４安装在底 座下端的环形槽中，负责对整个系统的动平衡进行配重 调节，调试时，可以通过调节平衡块在槽内的位置实现 夹具系统的平衡。 定位单元包括轴向定位和径向定位两部分，由端面 定位块４、弹性胀套３组成。端面定位块４为工件提供 可靠的轴向定位，工件的径向定位则需要由弹性胀套３ 来完成。当工件放置在夹具上之后，工件中心孔与弹性 胀套之间大约有０．０７５—０．１５ｍｍ（半径方向）的问隙， 当锥套拉杆２拉紧后，弹性胀套胀开并锁紧工件，以完 成定位夹紧。需要说明的是，本套夹具可以提供两种定 位装夹方式，另外一种就是图１ｂ中的心轴与压板相结 合的夹紧方式。由于工作原理简单，不再赘述。 拉杆部分由锥套拉杆２、连接拉杆ｌ３和滑动销１２ 组成。其中锥套拉杆２负责将定位单元中的弹性胀套３ 胀开，以完成定位夹紧工作；连接拉杆１３的上端带动 锥套拉杆２完成推拉动作，另一端则与机床连接，以获 得动力；滑动销１２主要避免连接拉杆１３发生转动。为 减小摩擦，在滑动销与连接拉杆配合的部位镶有铜套， 在拉杆中部也有油槽。 弹性橡胶减振单元是该夹具的关键部位。主要由橡 胶条９、钢球ｌ５、限位螺钉１０、铝盘７、８及支撑环ｌ１ 组成。支撑环１１紧紧固定在夹具主体６上，可以根据 需要上下调整，以适应不同宽度的工件；两个铝盘７、８ 安装后在外缘形成两个环形的封闭空间，内侧环形槽里 面放置若干钢球１５，外侧环形槽内放置环形橡胶条９ （见图２）。工件切削过程中，由于夹具高速旋转，钢球 在离心力的作用下迅速 ’ 外移，并挤压外侧的橡 胶条，于是橡胶条接触 ． ． ‘并挤压工件，从而完成 ・对工件的辅助支撑和减 振作用。为了避免钢球 在高速运动过程中聚集 图２ 在某一个角落，在环形 槽中安装了限位螺钉１０，以将钢球适当问隔开。 （２）夹具的使用方法 该夹具的使用方法也很简 单，首先根据待加工件的中心孔直径选择合适的弹性胀 套和锥套拉杆，以完成可靠的轴向和径向定位；同时调 节橡胶减振单元的位置，一般橡胶减振单元的橡胶条尽 量靠近待加工工件的下端，以增加减振效果；最后起动 机床夹紧开关，锁紧工件。 如果选用心轴与压板相结合的定位夹紧方式，只需 要根据中心孔直径选择合适的定位心轴和压板即可。 （３）夹具的安装方式 为了加工出高质量的工件， 就必须要保证夹具的定位精度和相关的各位置精度。在 夹具的底座６的下端，设计了与机床连接的锥孔和法兰 盘，其中锥孔是为了保证夹具定位准确，法兰盘和连接 螺钉则是为了保证夹具安装可靠。 夹具安装后，必须用定位塞或找正环进行找正。与 夹具相关的各位置精度也必须逐项检验。 ２．夹具设计和使用时的注意事项 （１）生产中采用精车、镜面车获得高质量工件时， 工艺条件必须具备。如精车前，工件表面需经半精车， 精度达ＩＩ＇８级，表面粗糙度值Ｒ ≤３．２ ｍ；而镜面车 前，工件需经精车，表面不允许有缺陷，加工中还需要 进行强制冷却（如酒精或者全损耗系统用油）。 （２）有的读者可能会发现，图１ａ中的夹具没有常 规夹具中的轴向压紧机构，这并不是设计失误。本图 中，夹具被安装在立车上，考虑到镜面车或者精车的进 给量和背吃刀量很小，因此没有进行轴向压紧。如果夹 具安装在卧式车床上，则需要安装压紧机构，以保证人 员和设备安全。 （３）钢球数量不可太少。如果钢球太少，在夹具高 速旋转期问，钢球可能会聚集在一起，不能均匀对橡胶 条施加压力，进而产生夹具系统的不平衡振动，一般以 钢球装满后去掉一个钢球为宜。 （４）锥套拉杆的锥度部分和下端的导向部分需要有 很好的尺寸稳定性和耐磨性，这需要通过热处理（淬 火）来完成。需要注意的是，淬火过程中一定要避免螺 纹段淬火，以免降低螺纹部分的拉伸强度，因为在锥套 拉杆工作中，将受到很大的拉力，所以锥套拉杆的强度 问题必须考虑。 （５）橡胶条不可太硬，否则钢球将难以对它施加压 力。一般使用邵氏硬度８０的抗油合成橡胶制成，在两 端开坡口，并用胶粘在一起，形成圆环。 （６）由于镜面车或精车过程中，刀具对工件施加的 切削力不是很大，因此，该夹具没有设置防止工件转动 的定位装置，如果工件体积或重量较大，可以根据工件 实际结构酌情安装。 ３．结语 在使用过程中，该夹具能够很好的起到减振作用， 尤其在镜面车加工过程中，由于必须选用高转速，因 此，该夹具的减振单元彻底避免了高速转动过程中工件 的颤振和抖动。实践证明，该夹具性能可靠，使用方 便，互换性和通用性强，与常规单一的心轴或者胀套夹 具相比，提高了加工质量，具有显著的优越性。ＭＷ （收稿日期：２００８０７１６） 参磊 冷舡 生茎掣磐囫 ＷＷＷ．ｍａＣｎ，几，Ｓ ｒ．ＣＯｍ．ｃｎ
