轴承座夹具设计及应用研究

2013-08-24金魁

机械工程师 2013年8期

金魁

（大连职业技术学院机械工程学院，辽宁大连 116033）

1 引言

我校为提高职业教育质量，根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出的要求,实行工学结合、校企合作的人才培养模式,并承担了对日本服务的产品（机床用轴承座）的研究与试加工。

本次合作的意义是企业利用学校教师的技术优势和先进的实训设备，设计和加工出高精度轴承座夹具，并利用夹具高质量完成生产经营任务，节省了资金。学校利用企业技术服务资源，实现具有真实职业氛围的生产性实训，完成学生职业能力的培养任务，提升了教师的职业教育能力和科研能力，实现了校企合作的互利共赢。

2 研究内容

2.1 总结试加工问题点

（1）以前该产品在企业内进行过加工，由于采用加工中心加工，生产效率低，对机床性能要求较高（一般一年需要更换一次机床）。

（2）使用加工中心机床加工，由于两个轴承孔其位置特殊，一里一外，一个孔距基准端面远，为了避免干涉，需采用细长的镗刀杆进行镗削加工。在实际加工中，由于图纸要求的位置精度都很高，细长的镗刀杆在镗孔过程中极易产生振动，导致孔的表面粗糙度和孔径尺寸精度、位置精度超差，与客户方要求有一定的距离。

（3）通过加工和对零件本身结构分析，轴承座为薄壁箱体结构，导致表面粗糙度和孔径尺寸超差的主要原因是镗削过程中，细长的镗刀杆偶然扰动产生的自激振动，位置精度超差则是由箱体零件在压紧和放松过程中的变形和轴承孔径的超差而产生的综合叠加的结果。

2.2 技术突破点

图1

关键问题1：工件定位方式

为了保证产品的加工精度，我们设计了轴承座的夹具，利用这一夹具，将轴承座在数控车床上进行加工，解决箱体在压紧和放松过程中产生的变形影响轴承孔系的位置度和抑制系统自激振动产生的问题。

关键问题2：加工精度保证

2.3 轴承座夹具设计

该产品加工的过程中，需要注意的是轴承座两端的同轴度和两端与轴承座轴线的垂直度。原工艺此工序使用加工中心加工，虽然轴承座两端内孔的同轴度保证了，但效率相对偏低，对机床精度损耗较大，因此，我们考虑在数控车床上加工轴承座两端内孔和轴承座端面，这就需要设计一套精车轴承座两端内孔和轴承座端面的车床夹具。如图2所示，该夹具机构简单，与数控加工中心相比，工艺性、安全性、经济性较好，并且费用较低，装夹简单、灵活，较好地解决了在加工轴承座两端内孔同轴度、垂直度在0.01内的难点问题。

图2

其特征是：垫块6安装在底板7上后，用M8×20螺栓8紧固后与立板3用M10×50螺栓13紧固，并打上φ12销钉14；T形块1放入数控车床卡盘的T型槽后，将底板7用M10×35螺栓2紧固；工件用φ6销钉9定位后，用M10×70螺栓11、M10螺母12加上垫圈10紧固；配重块4用M10×110螺栓5紧固。

轴承座夹具工作原理：将装有两个垫块的垫板装到底板上，由于垫块的上表面与工件基准面接触，为了去除垫块表面的污渍和良好的接触面，垫块表面设计成带有深0.5mm凹槽，并比底板高出1mm。然后将安装好垫块的垫板与立板组装，组装后用螺栓和T型块紧固在卡盘上，并调整中心位置。然后将工件用定位销钉定位后，用螺栓安装到夹具上，最后装上配重块。配重块是为了消除由于工件安装的偏心，造成数控车床转动带来的振动而影响孔的表面粗糙度和尺寸精度。