浅谈圆形壳体零件加工及夹具设计

浅谈圆形壳体零件加工及夹具设计

发表时间：2018-09-18T21:44:55.710Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：任吉斌[导读] 摘要：本文主要从壳体零件与加工难点、车床加工与变形控制对策、孔加工与钻孔类夹具的设计这几个方面入手，对圆形壳体类零件的加工与夹具设计，开展了系统化的分析与研究，以从根本上了解与掌握圆形壳体类零件的加工与夹具设计相关要点，降低圆形壳体类零件在加工期间的变形几率，提高圆形壳体类零件的加工与夹具设计效果，确保圆形壳体类零件的加工与夹具设计专业性水平稳步提升，

促进圆形壳体类零件相关加工制造企业的可持续性发亿鑫丰智能装备股份有限公司摘要：本文主要从壳体零件与加工难点、车床加工与变形控制对策、孔加工与钻孔类夹具的设计这几个方面入手，对圆形壳体类零件的加工与夹具设计，开展了系统化的分析与研究，以从根本上了解与掌握圆形壳体类零件的加工与夹具设计相关要点，降低圆形壳体类零件在加工期间的变形几率，提高圆形壳体类零件的加工与夹具设计效果，确保圆形壳体类零件的加工与夹具设计专业性水平稳步提升，促进圆形壳体类零件相关加工制造企业的可持续性发展。

关键词：圆形壳体；零件；加工；夹具；设计；

前言：壳体零件的加工与设计，是一项极具复杂性的工作，对各类加工及设计工艺的要求相对较高。尤其是在工业化持续性发展的推动之下，各类加工制造业迎来了全新的发展契机。面对着如今的发展态势，壳体零件相关加工制造企业更加应当在加工与设计方面加大研究力度，尤其是针对于圆形壳体类零件的加工与相关夹具设计方面，应当提高重视程度，结合以往的实践经验，对圆形壳体类零件的加工与夹具设计，开展全方位的、细致化的分析与研究，以能够更加正确地掌握圆形壳体类零件的加工与夹具设计要点，尽可能地采用相应的控制手段及措施，降低圆形壳体类零件在加工期间出现变形等质量问题的概率，全面提升圆形壳体类零件的加工与夹具设计专业性水平，为圆形壳体类零件相关加工制造企业在新时期的稳步发展奠定重要的发展性基础，让其可稳步迈向新的发展征程。

一、概述壳体零件与加工难点

如图1所示，为该加工制造企业所加工的零件结构。该批零件材质为ZG35，总高度为25000-0.072mm，其小端面的直径是1000-0.072mm，其大端面的外圆实际直径是3400-0.072mm，大端面的法兰之上设置了6个ø100+0.015mm孔，小端面的内径为900+0.015mm。大、小端面的内孔表面实际粗糙值是Ｒa= 1.6μm。大、小端面，其与相关零件轴线的垂直度是0.03mm。零件加工的难点如下：其一，该类零件为薄壁类的零件，在加工期间变形几率相对较高；其二，该零件的精度要求相对较高，6个ø10 mm的孔有着一定偏差性要求，该6个孔需均匀性的分布。常规性的加工工艺之下，必须为钻孔的夹具提供一定基础性保证；其三，确保其大与小端面，可与该零件的轴线相互满足垂直度相关要求，需一次完成装夹加工操作。

图1 零件整体结构示图该圆形的壳体类零件实际加工工艺为：铸造成型→处理调质→车床加工操作→大端面加工操作→大端面的外圆加工操作→小内孔及小端面加工操作→变形控制措施有效实施→应用钻孔的夹具，针对大端面的6个ø10 mm的孔实施钻孔加工等。

2、车床加工与变形控制对策

选择卧式的车床，开展零件大、小端面、小内孔等部位的加工操作，合理使用自定心的卡盘类装夹予以一次性完成该加工过程，确保垂直度与同轴度处于标准范围内。那么，为避免零件加工期间薄壁出现变形问题，如图2所示，可适当应用简易性的账套（1：为螺栓调整；2：为账套的外圈；3：为账套的内圈；4：为压板；5：为零件）。在零件加工之前，把该账套性装置放置于该零件的大孔当中，把螺栓的长度调整至标准范围之内，让该账套在外圈逐渐膨胀，以对零件的内孔起到良好的支撑性作用，确保零件加工期间不会出现变形的问题。

图2车床加工期间简易性胀套安装示图 3、孔加工与钻孔类夹具的设计在6个ø100+0.05mm的孔相关偏差性要求当中，要求其孔距必须均匀性分布，使用立式的钻床开展加工，对钻床的加工性夹具，予以合理化设计，合理地运用钻孔模板，确保加工的精准度。在考虑到该零件为薄壁类材质，变形几率相对较高，需在夹具体之上来进行3个辅助性支撑物的设置，确保其呈现着120°角度来设置，该以为零件的大外圆所在底部位置起到良好的支撑性作用，切实地将零件的刚度提

高，避免变形问题出现。如图3所示，为该夹具装置整体结构（1：为螺栓调整；2：为螺栓的套筒；3：为滑柱；4：为辅助性支撑杆；5：为该零件；6：为钻的模板；7：为；螺母；8：为短轴的定位；10：为夹具体；11：为弹簧支撑）。

图3 钻孔的夹具整体结构示图在一定程度，该夹具的装置主要是由螺纹的夹紧、钻模板、辅助性的支撑杆、短轴的定位销、夹具体等所构成。夹具的定位主要是应用的是面定位及短轴的定位，该零件的小端面其与短轴之上的台阶主要是由面定位所组成。短轴与该零件的小孔则组成该孔定位，有5个的自由度限制。该钻模板主要是落于其零件的大端面之上，以作为钻孔的引导性，以对该零件的钻孔精准度有效控制。在短轴之上，主要是由螺母与螺栓所组成的夹紧性装置及零件。辅助性支撑为3个，用于对零件的底部起到一定支撑性作用，避免钻孔加工期间该零件出现变形问题。

如图4所示，为辅助性支撑的整体结构。该螺栓的套筒及夹具体之间主要是由螺纹所连接。对螺栓1进行移动调整，拖动其滑柱稳定移动，顶住该辅助性的支撑杆4。借助于摩擦力的有效性控制，移动该辅助性支撑杆。在三个辅助性的支撑杆位于放松的状态时，其底部的压缩性弹簧会发挥作用，让该支撑杆位于相对较高的位置当中。在进行零件安装期间，需把零件当小端的内孔放置于短轴当中予以明确地定位。伴随着该零件缓慢地放置，在辅助性支撑杆的受压状态之下，待其已完全明确定位之后，将已调整之后的螺栓1拧紧，把三个辅助性支撑杆均自锁死化处理，辅助性支撑需顶住该零件，以达到最佳的辅助性支撑作用，降低零件变形问题出现的几率。

图4 辅助性支撑的结构示图

中。钻模板其与零件的大端面内外圆，主要应用的是止口性定位法，以确保