一种可调心夹盘的设计及应用

摘要：车削加工是机械行业常见加工方式，通常情况下为实现偏心车削加工，要用偏心夹盘进行夹持车削。常规偏心夹盘的偏心量调整过程较为复杂，精度标准较低，且稳定性差，无法适应频繁的偏心量变化加工和大批量生产加工。其对铸造成型的偏心毛坯加工时也有弊端，无法满足毛坯偏心方向的稳定，造成车不全。本文介绍一种可调偏心量的偏心夹盘，用于我公司偏心轴类的车削加工，其特点是装夹精度高，夹持牢固，同时具有偏心量可调（-7mm～+7mm），调整过程方便快捷，偏心方向准确，偏心对称度好等优点。

关键词： 快速装夹，偏心夹盘

中图分类号：S611 文献标识码： A

绪 论

我公司生产一种零部件内外径同轴度要求较高，且外径与端面垂直度要求微米级，前期加工时采用固定尺寸芯轴定位，以液压顶尖顶紧的方式进行装夹，定位精度低，且装夹过程缓慢。同时因顶尖频繁动作，造成主轴轴向受力，设备轴承磨损严重。

我公司生产一种偏心轴类工件，其偏心量机种较多，且对精度要求非常高，为适应我公司的大批量高效生产，车偏心工序采用一种偏心量可调的偏心夹盘，该夹盘具有偏心量可调、偏心方向可调、偏心对称度可调等特点，同时具有装夹快速准确，劳动强度低等优点，特别适合大批量生产和多机种更换生产。

一、夹盘结构介绍

1、夹盘简介

该夹盘以夹芯及定位键定位，加盘驱动以油缸拉紧动作作为驱动力，夹持定位2处，偏心调整以偏心量定位垫进行调整，偏心精度准确，可调偏心量从-7mm至+7mm，满足常规偏心调整范围，同时配有不同机种偏心转动惯量配重块，降低动平衡影响。转动惯量测定过程以catia软件进行模拟演示，理论动平衡达5μm。在装配试验时采用标准件进行检定，偏心精度0.01mm。机种更换过程只需更换相关偏心定位垫即可实现偏心量变换，整个偏心量更换过程10分种即可完成，且加工质量稳定。

2、设计特点

夹盘设计过程中考虑轴类加工特点，采用双夹持部分设计，定位精度更高，降低因曲轴挠度变化造成的精度影响，定位端面特别设计定位凸面，可适应空刀等部位加工，避免机械干涉。与床身连接部分采用锥面定位方式，定位准确方便快捷，设立4方向微调顶丝，便于装配精度的调整和改善。夹盘内部设计水路，防止铁屑沉积在夹盘内部造成磨损和故障，夹盘动作部分设计润滑油路，采用润滑油脂方式润滑，定期加注即可满足润滑需要。易损部件及夹盘各螺栓孔均采用梨形孔设计，便于部件的拆装更换。

定位精度方面，轴向以定位端面进行定位，偏心方向以定位键进行定位，确保偏心方向的稳定准确，从而降低废品和因切削量不稳定造成的刀具损耗。

二、 夹盘生产验证

此项设计以设备自有拉紧油缸为驱动力，夹芯为夹持力，驱动方向与定位面方向一致，将工件紧贴基准面，驱动指令以脚踏开关方式接入。

在结构设计上，尽量以标准件为主，降低制造成本，提高通用性，驱动部件以夹持目的为主，配合盘根锥面定位，免去拆装时的定位精度调整的过程，提高定位精度。

在材料选择上，定位键YG8硬质合金焊接方式设计，提高机械寿命。

1、装夹效果

2、质量效果

结 论

通过此项设计，我公司的工件加工节拍和产能提升了一个新层次，工件加工质量也得到了提升，由此带来的废品损失和备件消耗也随之解决。此项设计充分利用通用数控车床的基本功能，针对偏心轴类工件的加工特点和定位特点，基于机种更换效率提高，加工质量稳定，夹盘寿命延长等因素，将加工定位基准与夹持力相结合，提高加工精度。夹盘设计结构上以标准件为主，提高零部件的通用性，大幅降低制造成本，在设计过程中借鉴业界内相关设计经验及先进的设计理念，对设计过程不断优化和改良，最终实现夹盘的投入使用，为公司生产制造提升效率，降低制造成本。夹盘的设计过程得到了机床生产厂家和业界同事的大力帮助，并对改良过程提出了宝贵建议。希望通过此文的生产设计过程可以帮助到各界同仁，为机械加工行业的发展贡献微薄之力。