薄壁模具零件特殊夹具的设计

■ 延锋安道拓座椅机械部件有限公司 （上海 201315） 张 磊

薄壁零件在机械加工里是较常见的一种零件，其直径方向厚度较薄，装夹困难，在车削加工里是较棘手的难题。车床装夹过程中容易产生弹性变形与塑性变形，其表面刚性差、强度弱，当夹爪松开拆下零件后，零件变形位置会慢慢缩回，直径方向产生不规则的变形量，几何误差从而增大，尺寸各个精度无法保证，容易产生报废件，从而浪费公司材料成本与加工成本。本次研究主要通过探讨薄壁零件的装夹难点与加工难点来设计一种特殊的夹具实现快速车削加工。

1. 零件介绍

图1 薄壁模具零件

公司冲压模具零件中的闭锁镶件如图1所示，材料是ASSAB88的瑞典冷作模具钢，外圆尺寸为φ（108±0.01）mm，通孔尺寸为φ（88±0.1）mm，沉孔尺寸为φ（97.5±0.01）mm、深1 0 m m，对称两边各有宽（35±0.05）mm、深17.5mm及底部圆角R3.0mm的直槽，外圆端面上均分4个90°R9.5mm、深10mm的圆弧槽，现经过热处理后需数控车床精车加工。

2. 难点分析

该零件的难点在于对称两边35mm的直槽降低了零件的刚性和强度，使得卡盘装夹十分困难，无论用多小的夹紧力都会让零件发生弹性变形。

（1）自定心硬爪装夹 从图2可以看出，采用的是硬爪夹持的方式，靠夹爪前端三个小圆弧点夹紧外圆，由于夹紧力全部集中在这三个点上，受力变形量是最大的。如图3所示，三爪夹紧后零件外圆已发生宏观变形，这时车削出来的外圆与内孔虽然圆度很好，但是松开夹爪后外圆与内孔由变形轮廓慢慢弹回，回弹到极限位置后形状不再发生任何改变，这时整个零件已变成异形轮廓。……