支承套零件的加工工藝及夾具設計

時間：2025-12-27 16:05:35 數控畢業論文

支承套零件的加工工藝及夾具設計

　　支承套零件的加工工藝及夾具設計，這是關于零件加工的技探究，送給各位數控畢業的畢業生，歡迎大家借鑒!

　　摘要：文章就支承套零件特點和加工難點展開了論述，并針對零件的加工制定了具體的加工工藝分析和夾具設計，為支承套類零件的加工提供了理論依據和實踐基礎。

　　關鍵詞：支承套;加工工藝;夾具設計

　　支承套類零件在機械工業中有著廣泛的應用。但是，由于支承套類零件一般壁薄、直徑大，且長度較長，屬于薄壁筒類零件。該類零件自身結構的特點使得其裝夾和加工都相對困難。由于工件的剛性較低，在加工過程中的夾緊力和切削力作用下，容易產生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀位置精度和表面加工質量，難以達到預期的加工要求。而目前傳統的支承套類零件的加工工藝和夾具僅適用于單件或小批量生產，難以滿足機械工業對于支承套零件大量的需求。因此，研究并改進支承套零件的加工工藝和夾具設計具有重要的理論和實際意義。本文針對支承套零件的加工和裝夾難點，對該類零件的加工工藝和裝夾夾具進行了分析和改進設計，旨在實現支承套零件的大批量和高質量的生產，提高生產效率和經濟效益。

　　1 支承套零件的結構與工藝性分析

　　典型支承套零件如圖1所示，屬于薄壁臺階套環。該零件材料為45鋼，毛坯為鍛坯，在粗加工之前采用正火熱處理。從圖中可以看出，該支承套零件有兩處外圓，直徑分別為50mm和56mm，內孔直徑為44mm，長度為60mm。其中，臺階長度4mm。以內孔中心線為基準，兩處外圓對內孔的同軸度誤差為0.02mm。

　　兩處外圓以及內孔的表面粗糙度要求均為Ra1.6。此外，外圓還有圓度要求，精度為0.02mm。

　　從設計圖中來看，該支承套零件的形狀精度和表面加工質量要求均較高，但其壁厚卻只有3mm。這就意味著零件在裝夾加工過程中，夾具的夾緊力和刀具的切削力都對零件的加工精度有著較大的影響。由于壁厚較薄導致零件剛度低，易產生振動和變形，零件的加工質量難以達到預期的精度。

　　目前針對這種薄壁支承套零件的加工主要有以下三種常用方法：

　　(1)一次性加工成型。其一般的工藝流程是先去除毛坯工件的外圓和內孔余量，使工件的外圓和內孔尺寸與設計尺寸保持較低的加工余量，即粗加工過程。然后進行半精加工，減小刀具的進給量和進給速度，使待加工表面留有均勻的加工余量，為零件的精加工做好準備。最后對工件進行精加工，使零件達到設計的尺寸精度和形狀精度。從現場實際加工情況來看，支承套零件的精加工階段是最難掌握的工序。由于此時工件的剛度已經很低，容易在刀具車削力的作用下產生嚴重的讓刀現象，進而產生震刀現象，影響工件車削的精度，甚至無法順利進行車削加工。

　　(2)可漲芯軸撐內孔車外圓加工法。這種方法采用可漲芯軸來加工工件的強度和剛度，以保證外圓車削的精度。但是，由于支承套零件對于內孔尺寸的尺寸精度和形狀精度都有較高的加工要求，而可漲芯軸的作用力卻不是完全精確可控的。不均勻的可漲芯軸作用力會導致零件內孔的變形。

　　(3)塞堵頭夾外圓車內孔，配合堵頭頂中心孔車外圓加工。這種方法是先將內孔加工到設計尺寸，然后將頂尖裝入零件內孔帶有中心孔的堵頭中，另一端夾持外圓。這種加工工藝對于堵頭外圓和中心孔的同軸度精度要求較高，在實際加工實踐中容易出現壁厚不均勻和扭曲變形等現象。

　　由零件的結構與加工工藝分析可見，傳統的加工工藝并不適于加工支承套零件。

　　2 加工工藝和夾具的改進設計

　　基于上述零件的結構與加工工藝分析，本文設計了所示專用車夾具。夾具的圓柱側面銑出通槽，右側端面安裝壓板6和擋板10。工件裝夾時，通過壓板使工件2的右端面與夾具軸向壓緊，而其左端面則與可換套緊密貼合，其外圓則與可換套的內孔配合。為了防止可換套在加工時與工件產生相對轉動，在可換套外圓柱面銑出通槽，配合緊定螺釘3周向固定。裝夾完畢后即可進行工件的切削加工。加工工序完成后，松開螺母8。工件裝夾較緊時，采用輔助橡膠棒或銅棒穿過夾具外圓的通槽老敲擊工件的左端面來拆卸工件。可換套與工件的配合精度在長期重復裝夾使用中逐漸降低，這時可以采用類似的拆卸方法拆除受損可換套并及時更換。這種夾具設計不僅可以提高工件車切削加工時的剛度和強度，且工件的裝夾和拆卸方便，提高了工件的加工效率。實踐證明，在支承套零件的加工中采用這種專用夾具，既可以保證零件達到設計的加工精度要求和質量要求，又可以提高生產效率，進而提高企業的經濟效益。

　　針對這種專用夾具，本文設計了支承套零件的加工工藝流程。其基本流程是：先將工件外圓加工到設計尺寸，再采用上述專用夾具車削內孔。工件的外圓車削采用傳統加工方法進行，經過粗加工、半精加工和精加工工序達到設計尺寸和精度。在此基礎上，采用專用夾具裝夾工件，進行內孔的加工。為了確保工件達到設計加工精度，專用夾具可換套與夾具內孔應保持較高的配合精度。由于外圓的加工精度很高，從而易于實現內孔與外圓的同軸度要求。而專用夾具彌補了工價加工內孔時剛度和強度較低的缺點，使得工件受力較為均勻，杜絕了讓刀、震刀現象的出現，從而保證了工件的加工精度和加工質量。

　　本文針對支承套零件的結構特點和加工難點，分析了其加工工藝流程。在此基礎上設計了專用夾具和配套加工工藝。實踐證明，支承套零件的加工精度可以達到設計要求，且加工質量穩定。采用專用夾具加工，工件的裝夾和拆卸方便，工作效率高。夾具良好的可換性既保證了零件加工質量的穩定，又降低了夾具成本，易于實現支承套零件的大規模生產。

　　參考文獻

　　[1] 陳平，鄭貞平.薄壁缸體零件加工工藝和夾具設計技術的研究[J].無錫職業技術學院學報，2008.

　　[2] 施勇成.薄壁殼體類鋁件的數控加工[J].南通職業大學學報(綜合版)，2006.

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