王艺格+申玉萍

摘要：本文描述多级盘类零件去除不平衡量用夹具的精简方案研究与设计。用将多级盘去除不平衡量用的多个夹具，整合成一个夹具的结构，用多个阶梯面对零件进行定位，且整个夹具仅采用一组压板，通过调整压板位置实现对所有盘的压紧，节约工装数量，从而降低成本且节约工时；将夹具的找正带设计成相对夹具整体偏心的形式，实现找正夹具后零件自动偏心，降低找正难度；并经过实际应用，满足工艺要求，实现仅一套工装完成对多级盘类零件的加工的方案研究设计。

引言：盘类零件的精加工，对平衡度有要求时，需要进行去除不平衡量加工工序，即通过偏心加工在零件的圆周方向去除材料，从而使零件达到平衡要求。通常，该加工采取每级盘单独使用一个夹具的方式进行加工，每次加工不同级的盘时都需重新装载夹具。对于多级盘类零件，特别是一些形状相似、定位面相同，仅尺寸大小不同的盘类零件，如果每一级盘各采用一套夹具来进行加工，将需要很多套夹具，每加工一级盘需要在机床上重新装夹一次夹具，浪费工时，工装夹具成本高、保存维护费用高，且由于夹具通常体积大且沉重，重新装载夹具，会大大增加工人的劳动量。

1零件特征及加工工艺分析

零件为盘类零件，外止口定位，机加工艺要求，通过进行偏心车加工在圆周处去除不平衡量以实现平衡。其他待加工盘形状与该零件类似，只是尺寸大小不同。榫齿上方和下方的凸出部分均较高，整个过程需要考虑防止与零件及夹具体发生碰撞干涉问题，并且要考虑压板在前后上下移动时，不能与定位环发生干涉。另外需要考虑的是如何实现偏心找正，实现偏心加工的问题。

2分析确定工装解决方案

设计时将多个盘的夹具合并成一个夹具，将夹具与零件接触的面做成若干个台阶面，每个台阶面的圆周对应每级盘的定位尺寸，从最低的台阶至最高的台阶依次对应的是直径最小至直径最大的盘。通过调节台阶面的高度，使每级盘装夹时均不与其余的台阶面发生干涉碰撞。仅采用一组压板，通过调整压板前后位置以及高度实现对所有盘的压紧，值得注意的是，要合理设置台阶面之间的高度差，确保每一级盘均不与台阶面干涉，且均满足定位要求，必要时可在定外环外周相应去料，留出压板的移动空间。

对于实现偏心加工，以往该工序采取夹具体本身不偏心，将夹具安装到卡盘上找正后，通过推动卡盘，使卡盘的某一脚发生固定位移进而使夹具体整体相对机床中心偏心的方式，来达到偏心加工的目的。该方法找正复杂，误差大，需要很熟练的工人来操作。若将找正带做成与夹具体偏心。这样，只需找正找正带，夹具体及夹具上的零件会自动偏心。大大节约找正时间，降低找正难度。

为了方便工人快速找到要加工的位置，在底座上合适的位置划线，标示偏心最大处，即需要加工的位置，这样，安装零件时，只需将要加工的位置对准划线，夹紧后便可直接加工。

3工装结构方案设计

3.1工装总体结构方案设计

如图1所示，是根据上述解决方案设计的工装总体结构模型，根据分析确定的解决方案，构思工装总体结构。

首先考虑底盘的设计，底盘大小考虑零件尺寸，底盘设成环形，中间去除材料从而减重；底盘上设有圆周上的找正带，圆周的找正带设置成与夹具体整体偏心的方式，这样，装夹时只需将找正带找正，零件及夹具体整体便会自动相对机床偏心，找正方便。

定位环设计，采用台阶面定位方式，每个台阶面的圆周对应每级盘的定位尺寸，从最低的台阶至最高的台阶依次对应的是直径最小至直径最大的盘。通过调节台阶面的高度，使每级盘装夹时均不与其余的台阶面发生干涉碰撞。如图2为加工最大盘时压板及零件位置，图3 为加工最小盘时压板及零件位置。定位环上设置螺栓孔和销子孔与底盘固定。为防止压板在前后上下移动时与定位环发生干涉，在定位环的相应位置留出缺口。

压板采用一组，与调节支承、双头螺柱、螺母、弹簧配合成压紧机构。能够前后上下移动。如图2，当压紧较大盘时，压板上移后退；如图3，当压紧较小盘使，压板下降前移。

3.2详细设计

底盘的设计，材料选用45号钢，底盘大小考虑零件尺寸，设成环形；底盘的外径中心孔同心。底盘上设有两个找正带：上表面找正带以及圆周上的找正带，圆周的找正带设置成与夹具体整体偏心a

（偏心量按需要给定），底盘下部缩进的圆周面用来与机床相连，该圆周面与圆周找正带同心，与夹具体整体偏心a。底座上设有止口用来放置定位环，设有8个螺栓孔一个销子孔与定位环相连，并沿周4处均布起重螺栓方便吊起。在底座上合适的位置划线，标示偏心最大处，即需要加工的位置，这样，安装零件时，只需将要加工的位置对准划线，夹紧后便可直接加工。底座上设置6组螺栓孔用來安装压紧机构，所有压紧机构的螺栓孔所在的圆与底盘外径同心。

定位环设计，材料选用45号钢，采用台阶面定位方式，每个台阶面的圆周对应每级盘的定位尺寸，从最低的台阶至最高的台阶依次对应的是直径最小至直径最大的盘。通过调节台阶面的高度，使每级盘装夹时均不与其余的台阶面发生干涉碰撞。定位环上设置螺栓孔和销子孔与底盘相连。为防止压板在前后上下移动时与定位环发生干涉，在定位环的相应位置留出缺口。在定位环上不存在偏心。所有圆周同心，与底盘的外径同心。

4结论

按照该方案方案设计的装置，在现场使用时，工人将该夹具装夹在机床上，找正后装夹零件，将压板调到合适的位置后拧紧带肩六角螺母，零件被夹紧，零件自动相对车床偏心，在车床上车去不平衡量，松开螺母，卸下零件，装夹下一级盘，重复此步骤，完成对所有零件的加工。实现了1套工装加工多个零件的目标，提高了设备利用率。

参考文献：

[1] 机械工程手册/电机工程手册编辑委员会编.机械工程手册[M].第9卷 机械制造工艺（三）.北京：机械工业出版社，年份.1982.

作者简介：王艺格（1989），女，籍贯辽宁。设计员。主要从事工装设计研究。