于記偉

摘要：近年來，隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，油缸活塞強(qiáng)化程度的不斷提高，活塞的技術(shù)要求也越來越高?；钊帽扔透椎闹袠胁课唬谟透坠ぷ髦姓剂藰O其重要的地位。所以，在制造方面也就需要合理的加工工藝，才能滿足現(xiàn)代社會(huì)中高要求的標(biāo)準(zhǔn)。本文以挖掘機(jī)油缸活塞為例，結(jié)合活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套芯軸夾具，不但解決了普通裝夾中出現(xiàn)的問題，還為數(shù)控車削加工提供了參考。

關(guān)鍵詞：活塞；工藝分析；芯軸

中圖分類號(hào)：TK 243.1 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）033-000-02

前言

在機(jī)械加工中，工藝分析是至關(guān)重要的，無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在加工前都要對(duì)所加工零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇加工設(shè)備、刀具、夾具，確定切削用量，安排加工順序，制定走刀路線等。因此程序編制中的工藝分析是一項(xiàng)十分重要的工作。

一、工藝分析

1.分析活塞零件

由圖1可知，該活塞圖紙主要由內(nèi)、外圓柱面，內(nèi)、外溝槽、內(nèi)螺紋組成。本文根據(jù)企業(yè)需求，選用毛坯材料為45#鋼，進(jìn)行中小批量生產(chǎn)。

2.確定加工方法

加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差等要求全面考慮。

從圖樣上分析，內(nèi)、外圓的同軸度（0.02mm）的加工精度為數(shù)控加工中的難點(diǎn)，也是活塞加工的關(guān)鍵部分，其次是內(nèi)孔、外圓的精度和表面粗糙度值，使用普通刀具材料也是較難以保證的。所以應(yīng)該選擇合適的刀具按照先粗車后精車的加工原則進(jìn)行加工。

為了能夠保證此產(chǎn)品的合格率，現(xiàn)有以下兩種加工方法：第一種：傳統(tǒng)加工方法，選擇毛坯料，長度多出30mm左右，其中包括夾持長度（20mm左右）、切斷長度（5mm）和端面精車余量（3mm）。在同一次裝夾下依次完成鉆孔、鏜孔、車螺紋、車內(nèi)溝槽、車外圓、車外溝槽、倒圓角和切斷等工步。第二種：設(shè)計(jì)制作芯軸夾具的方法，選擇毛坯料，先加工內(nèi)孔、內(nèi)溝槽和內(nèi)螺紋部分，然后拆下工件，拿到另一臺(tái)裝有芯軸的機(jī)床上，依靠內(nèi)外圓和內(nèi)外螺紋配合、定位加工活塞的外圓、外溝槽、倒角等剩余部分。以上兩種加工方法對(duì)比如下所示：

使用夾具前：

（1）毛坯預(yù)留裝夾長度和鋸斷長度，浪費(fèi)材料，提高成本

（2）需要鋸斷，并且外圓較大，切斷相對(duì)比較困難

（3）每加工一個(gè)活塞對(duì)一次刀，浪費(fèi)時(shí)間

（4）打表找正，保證同軸度困難，加工效率低

使用夾具后：

（1）軸向不需要太大余量，節(jié)約材料，降低成本

（2）不需要切斷，不用買切斷刀，減少刀具損耗

（3）依靠限位臺(tái)階定位，只需開機(jī)之后對(duì)刀即可，省略對(duì)刀時(shí)間

（4）不用打表找正，直接加工就能保證同軸度，加工效率高

通過對(duì)比，本文選擇第二種加工方法，即制作芯軸夾具。

二、芯軸夾具設(shè)計(jì)

機(jī)床夾具在生產(chǎn)加工中有著不可忽略的作用。首先，使用機(jī)床夾具裝夾工件時(shí)，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對(duì)位置關(guān)系，可以保證加工精度。其次，提高生產(chǎn)效率，機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。再者，機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)夾緊裝置，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。最后，利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍。下面對(duì)本文夾具的主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作。

為了保證活塞的內(nèi)、外圓同軸度能夠達(dá)到精度要求，根據(jù)活塞的外形尺寸和精度要求設(shè)計(jì)一個(gè)芯軸，如圖2所示：

三、芯軸的制作步驟

1.檢查毛坯尺寸φ100*160；2.伸出100mm，裝夾牢固；3.粗車左端外圓，預(yù)留精車余量0.3mm；4.調(diào)頭裝夾φ45的外圓；5.粗車錐體部分和螺紋孔；6.調(diào)質(zhì)處理；7.裝夾φ45的外圓，找正夾緊；8.精車錐體和螺紋孔；9.使用拉桿拉緊芯軸；10.精車左端外圓和外螺紋。

四、芯軸夾具裝配圖

為了保證芯軸不會(huì)軸向竄動(dòng)，在主軸后端，墊一塊合適的擋板，通過拉桿將芯軸牢固的拉緊。如圖3所示。

五、總結(jié)

本文使用芯軸夾具工藝方案有以下優(yōu)點(diǎn)，首先，毛坯不需要留裝夾長度和切口長度，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省大約30%的材料。其次，由于不用每次加工活塞時(shí)都對(duì)刀，所以省略了對(duì)刀時(shí)間。再者，毛坯材料適當(dāng)，不用切斷，減少刀具的損耗和省略了切斷時(shí)間。最后，制作的夾具芯軸可以重復(fù)利用，能夠用來加工尺寸接近的類似零件，一勞永逸?？傊?，采用本文設(shè)計(jì)的夾具，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)約材料，節(jié)省刀具損耗，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本，有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益。