一种汽车轮毂轴承座加工工装设计

文/陈毛权 陈天武（安徽安簧机械股份有限公司）

一、工装设计概况

某汽车轮毂单元轴承座形状及所需要求加工尺寸如图1 所示。该工件轴承孔圆度要求为0.02mm，相关形位公差要求非常高。但该产品孔壁较薄，三爪夹持易产生变形，加工后难以保证相关尺寸要求，产品废品率较高，不经济。为保证图纸要求尺寸且提高产品合格率、降低制造成本，经反复实践后设计出一套轴承座车床工装。

图1 某汽车轮毂单元轴承座形状及加工尺寸

二、工装设计原理

该产品加工的难点是基准尺寸及同轴度的保证，即轴承孔、端面及内孔与外圆的同轴度，所以工装设计时要着重考虑保证圆度、垂直度、平行度及同轴度。设计方案如下：为避免装夹时工件产生变形，工装设计时要考虑到工件强度最大处进行夹持，经分析，工件4 个法兰孔毛坯外圆强度最大，在此处进行夹持；利用数控车床三爪原理，将工装夹紧部位形状设计为与工件外形一致，这样工装夹紧时能将整个工件外形抱住，受力均匀，且工件中心与车床中心基本在同一轴线上；基准位尺寸加工完成后，以内孔及端面定位，车削另一端外圆及端面。以轴承孔尺寸下差为基准，设计模芯尺寸比孔小0.02～0.03mm，且模芯与端面垂直度控制在0.01mm 以内；定位模芯与车床主轴圆跳动、端面跳动控制在0.01mm之内，这样才可能保证内孔及外圆同轴度。

三、工装设计中的注意事项

根据产品外形将工装设计为三段，然后与数控车床卡盘连接，保证工装与卡盘齿进行啮合；由于该产品圆度要求较高，所以设计时夹紧压力范围要求为12～15MPa，压力过大工件会产生变形，圆度将会超差；定位模芯尺寸

四、工装结构特点

以毛坯强度最大处进行工装设计，其好处是夹紧时工件不产生变形，易保证产品同轴度；二序模芯连接部分设计为锥形，且与车床锥度定位套配合，保证模芯与主轴同轴度；为保证各部位加工均匀，一序垫板上需加调整螺钉，根据不同批次毛坯进行调整。工装结构简图如图2 所示。

图2 工装结构简图

五、工装工作过程

工件装进抱爪内，定位螺杆与工件端面贴紧，抱爪夹紧工件，一序动作完成。然后掉头以加工好的内孔及端面通过模芯定位，角向进行限位，锁紧螺母将模芯涨开锁紧工件，二序工装动作完成。

六、工装调试注意事项

抱爪调整好后，将抱爪连接块齿与卡盘齿进行啮合并用螺栓固定，利用液压原理使抱爪能夹紧和张开，同时调整好定位螺钉以保证工件上、下面加工余量均匀；涨芯模芯与端面定位部分装配好后需经三坐标检测，以保证垂直度在合格范围内；模芯锥形与车床锥套连接时先用杠杆千分表进行圆度及垂直检测，合格后用螺栓锁紧；工件装夹前必须保证模芯、端面及工件装夹部位清洁，不允许有污垢或铁屑进入定位部分，否则影响工件同轴度、垂直度，且表面会产生压痕，影响光洁度等。

七、结语

该工装的投入使用，同时保证了圆度、同轴度及垂直度，节省了装夹时间，减轻了工人的劳动强度，也节约了加工时间，提高了生产效率。