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[摘 要]用V型面来定位，加工两端外圆，且保证同轴度为φ0.01mm，分析该零件的加工工艺性及使用方法，巧妙应用平衡块及压紧环来消除加工时不平稳现象和加工应力所产生的变形，满足零件要求，对同类型特殊零件的加工工艺有一定的借鉴作用。
[关键词]芯棒、平衡块、压紧环
中图分类号：X498 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0340-01
1、引言
在一些大批量产品零件的生产加工中，常用一些专用数控设备和专用夹具，对某些被加工零件要求在任意直径的端面上加工高精度三个斜孔，其夹具设计和制造是比较复杂和难加工的，主要考虑的方面有：装夹机构、分度机构以及夹具的整体装配精度等，若其中一个环节出现问题，则整套夹具的精度就会降低，从而影响产品质量。本文主要根据我们在某产品钻三孔夹具制造过程中的实际经验，简述若以V型面为定位基准来加工两端同轴外圆的方法和一些加工技巧。
2、夹具零件结构特点及工艺分析
2.1 夹具各零件作用分析
钻三孔夹具主要由夹具体、V型定位块、定位轴及连接轴组成。夹具体主要用于安装、固定V型定位块，并整体固定在机床工作台上，实现零件的等分、均匀、旋转运动；V型定位块是该夹具的重要核心零件，它承载着零件的定位精度、旋转精度以及加工精度，固定定位轴和连接轴；定位轴用于连接被加工零件，进行精确定位；连接轴用于连接谐波减速器，进行精确分度。
2.2 V型定位块结构特点及工艺分析
V型定位块结构为一个长方体，两端分别为2-φ80k6多半圆，中心为90°V型定位面，在夹具设计时，由于用于连接固定产品的定位轴为φ35h6，所以，V型面中心为φ35理论正确尺寸。该V型块在装配时是靠两盘内径为φ90的单列向心球轴承来组装的，原先V型定位块两端分别为2-φ90k6多半圆，为了使V型定位块形成整圆与轴承内径装配，更为了提高V型定位块的整体加工精度，我们改进结构，设计了两个压紧环来保证其精度要求。从图中可以看出V型定位块加工难度有两点：一是90°V型面定位导向长，整个V型面上没有空位，可以说，总长为197mm的V型面均是定位面，一端连接固定产品的定位轴、一端连接用于精密旋转的谐波减速器，为了保证V型面前后90°一致，平面度要好，就需要采取必要的工艺方法来保证要求；一是以V型面中心φ35为基准，保证两端2-φ80k6外圆与φ35中心线同轴度在0.01mm内，由于零件中心不对称，成多半瓣状态，磨削时，既要考虑装夹问题，又要考虑平衡问题，还要考虑磨削应力所产生的变形，只有将这些问题一一加以解决，才有可能保证图纸要求。
3、采取措施及方法
针对90°V型面导向长，平面度要求高等加工问题，我们采取增加工艺基准B、C、D加大工艺基准定位面，即φ1000-0.1外圆按φ1200-0.1加工，且在φ120外圆宽度方向上铣出长度为100mm的扁与中心对称，通过磨削作为基准C、D，两面均与B垂直，这样通过工艺基准粗磨V型面，热处理淬火、回火后，万能工具磨用正弦规粗、精磨、再精磨来保证90°V型面的各项精度要求，针对φ35中心与两端2-φ80k6外圆同轴的问题，我们首先考虑外圆磨装夹问题，即设计一标准芯棒，装入已磨好的V型面中，实现定位与夹紧，其次考虑零件转动平衡问题，需要设计一平衡块装置来消除工件磨削时的平衡问题，最后考虑两端2-φ80k6外圆因不是整圆，磨削时厚薄不均匀产生磨削应力造成磨削不同而变形。根据该零件的位置及使用要求，我们设计了两个压紧环，紧配在2-φ80k6外圆上，形成整圆，这样通过磨削来保证同轴度要求。
3.1 辅助工具设计
由于90°V型面定位长，外径磨需用两端中心孔顶住磨削，这就要求芯棒的尺寸精度和位置精度很高，来作为标准棒。
3.1.2 平衡块装置的设计：
根据图纸结构尺寸大致计算出偏心重量为3000g，因为在装夹芯棒时，要利用整套夹具体上V型块所用的前后夹紧块，它们的重量大致为600g，所以，平衡块所需的重量为2400g。
根据平衡块的重量及考虑在V型块上安装平衡块的空间位置后，设计出如图3、图4、图5所组成的平衡块装置。
3.1.3 前后压紧环的设计：
V型定位块两端设计为2-φ90k6半圆形，考虑到两端2-φ90k6外圆因不是整圆，磨削时厚薄不均匀产生磨削应力造成磨削不同而变形，根据该零件的结构位置和所采用的轴承型号，我们设计了两个压紧环，外圆为φ90k6，内孔为φ80H7，而V型块两端则加工成2-φ80k6，然后与压紧环紧配在一起，并在实心位置处，均布钻3-φ7孔，用于将压紧环和半圆块焊接在一起，形成整圆，这样，再通过V型块穿芯轴来磨削两端2-φ90k6外圆，从而保证V型块中心和两端外圆的同轴度要求。
4、主要加工点
⑴、精磨好90°V型面，合格后，用标准芯棒固定在V型块上，装配夹紧机构和平衡块；⑵、外圆磨：调整平衡后，以V型槽面定位，磨2-φ80k6及两端面，保证各尺寸和精度要求；⑶、装配压紧环，并钻3-φ7孔，用于氩弧焊焊接牢固；⑷、外圆磨：以V型槽面定位，磨2-φ90k6（与轴承内径配合）及两端面，掌握两端同轴度要求。
按照上述加工方法及工艺制造，这一以V型面为定位基准的特殊零件，满足了生产单位的使用要求。
5、结束语
本文通過对以V型面来定位，加工两端外圆，且保证同轴度为φ0.01mm，分析了该零件的加工工艺性及使用方法，通过设计标准芯轴、平衡块及压紧环来实现以V型面为基准，磨削两端外圆，并消除加工时不平稳现象和加工应力所产生的变形，从而满足零件图纸要求，对同类型特殊零件的加工，该工艺具有一定的借鉴作用。
参考文献
[1] 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.第3版.机械工业出版社，2010年.
[2] 邱言龙，李德富.磨工实用技术手册中国电力出版社，2009年.
[关键词]芯棒、平衡块、压紧环
中图分类号：X498 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0340-01
1、引言
在一些大批量产品零件的生产加工中，常用一些专用数控设备和专用夹具，对某些被加工零件要求在任意直径的端面上加工高精度三个斜孔，其夹具设计和制造是比较复杂和难加工的，主要考虑的方面有：装夹机构、分度机构以及夹具的整体装配精度等，若其中一个环节出现问题，则整套夹具的精度就会降低，从而影响产品质量。本文主要根据我们在某产品钻三孔夹具制造过程中的实际经验，简述若以V型面为定位基准来加工两端同轴外圆的方法和一些加工技巧。
2、夹具零件结构特点及工艺分析
2.1 夹具各零件作用分析
钻三孔夹具主要由夹具体、V型定位块、定位轴及连接轴组成。夹具体主要用于安装、固定V型定位块，并整体固定在机床工作台上，实现零件的等分、均匀、旋转运动；V型定位块是该夹具的重要核心零件，它承载着零件的定位精度、旋转精度以及加工精度，固定定位轴和连接轴；定位轴用于连接被加工零件，进行精确定位；连接轴用于连接谐波减速器，进行精确分度。
2.2 V型定位块结构特点及工艺分析
V型定位块结构为一个长方体，两端分别为2-φ80k6多半圆，中心为90°V型定位面，在夹具设计时，由于用于连接固定产品的定位轴为φ35h6，所以，V型面中心为φ35理论正确尺寸。该V型块在装配时是靠两盘内径为φ90的单列向心球轴承来组装的，原先V型定位块两端分别为2-φ90k6多半圆，为了使V型定位块形成整圆与轴承内径装配，更为了提高V型定位块的整体加工精度，我们改进结构，设计了两个压紧环来保证其精度要求。从图中可以看出V型定位块加工难度有两点：一是90°V型面定位导向长，整个V型面上没有空位，可以说，总长为197mm的V型面均是定位面，一端连接固定产品的定位轴、一端连接用于精密旋转的谐波减速器，为了保证V型面前后90°一致，平面度要好，就需要采取必要的工艺方法来保证要求；一是以V型面中心φ35为基准，保证两端2-φ80k6外圆与φ35中心线同轴度在0.01mm内，由于零件中心不对称，成多半瓣状态，磨削时，既要考虑装夹问题，又要考虑平衡问题，还要考虑磨削应力所产生的变形，只有将这些问题一一加以解决，才有可能保证图纸要求。
3、采取措施及方法
针对90°V型面导向长，平面度要求高等加工问题，我们采取增加工艺基准B、C、D加大工艺基准定位面，即φ1000-0.1外圆按φ1200-0.1加工，且在φ120外圆宽度方向上铣出长度为100mm的扁与中心对称，通过磨削作为基准C、D，两面均与B垂直，这样通过工艺基准粗磨V型面，热处理淬火、回火后，万能工具磨用正弦规粗、精磨、再精磨来保证90°V型面的各项精度要求，针对φ35中心与两端2-φ80k6外圆同轴的问题，我们首先考虑外圆磨装夹问题，即设计一标准芯棒，装入已磨好的V型面中，实现定位与夹紧，其次考虑零件转动平衡问题，需要设计一平衡块装置来消除工件磨削时的平衡问题，最后考虑两端2-φ80k6外圆因不是整圆，磨削时厚薄不均匀产生磨削应力造成磨削不同而变形。根据该零件的位置及使用要求，我们设计了两个压紧环，紧配在2-φ80k6外圆上，形成整圆，这样通过磨削来保证同轴度要求。
3.1 辅助工具设计
由于90°V型面定位长，外径磨需用两端中心孔顶住磨削，这就要求芯棒的尺寸精度和位置精度很高，来作为标准棒。
3.1.2 平衡块装置的设计：
根据图纸结构尺寸大致计算出偏心重量为3000g，因为在装夹芯棒时，要利用整套夹具体上V型块所用的前后夹紧块，它们的重量大致为600g，所以，平衡块所需的重量为2400g。
根据平衡块的重量及考虑在V型块上安装平衡块的空间位置后，设计出如图3、图4、图5所组成的平衡块装置。
3.1.3 前后压紧环的设计：
V型定位块两端设计为2-φ90k6半圆形，考虑到两端2-φ90k6外圆因不是整圆，磨削时厚薄不均匀产生磨削应力造成磨削不同而变形，根据该零件的结构位置和所采用的轴承型号，我们设计了两个压紧环，外圆为φ90k6，内孔为φ80H7，而V型块两端则加工成2-φ80k6，然后与压紧环紧配在一起，并在实心位置处，均布钻3-φ7孔，用于将压紧环和半圆块焊接在一起，形成整圆，这样，再通过V型块穿芯轴来磨削两端2-φ90k6外圆，从而保证V型块中心和两端外圆的同轴度要求。
4、主要加工点
⑴、精磨好90°V型面，合格后，用标准芯棒固定在V型块上，装配夹紧机构和平衡块；⑵、外圆磨：调整平衡后，以V型槽面定位，磨2-φ80k6及两端面，保证各尺寸和精度要求；⑶、装配压紧环，并钻3-φ7孔，用于氩弧焊焊接牢固；⑷、外圆磨：以V型槽面定位，磨2-φ90k6（与轴承内径配合）及两端面，掌握两端同轴度要求。
按照上述加工方法及工艺制造，这一以V型面为定位基准的特殊零件，满足了生产单位的使用要求。
5、结束语
本文通過对以V型面来定位，加工两端外圆，且保证同轴度为φ0.01mm，分析了该零件的加工工艺性及使用方法，通过设计标准芯轴、平衡块及压紧环来实现以V型面为基准，磨削两端外圆，并消除加工时不平稳现象和加工应力所产生的变形，从而满足零件图纸要求，对同类型特殊零件的加工，该工艺具有一定的借鉴作用。
参考文献
[1] 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.第3版.机械工业出版社，2010年.
[2] 邱言龙，李德富.磨工实用技术手册中国电力出版社，2009年.