薄壁件的加工和夾緊一直是業(yè)界的困難之一，現(xiàn)場加工方法很多，但適合于大批量生產(chǎn)的方法未幾。我們采用了一種浮動三爪夾具，不需要過大的夾緊力就可實(shí)現(xiàn)薄壁件加工的定位和夾緊，大大改善了加工效果。
眾所周知，薄壁件夾緊外圓進(jìn)行車削加工時(shí)，在夾緊力的作用下，零件易產(chǎn)生變形，從而影響加工精度，工件尺寸公差不易保證。
如加工的一種出口件8T-4556的加工為例，其外圓直徑412mm，壁厚為25mm，屬薄壁件，且毛坯為鑄造方式生產(chǎn)，存在外形不規(guī)則的特點(diǎn)，工藝要求在以外圓為夾緊定位基準(zhǔn)的條件下，車削端面和內(nèi)孔，內(nèi)孔尺寸公差帶只有0.08mm。試制該零件時(shí)，我們曾采用傳統(tǒng)的軟三爪夾緊外圓的方式，夾緊時(shí)工件易變形，影響加工精度，同時(shí)，由于毛坯外圓不規(guī)則，夾緊定位不穩(wěn)定，為了減少變形，需減小夾緊力，但這樣可能會出現(xiàn)夾不緊的情況。
對此，我們突破傳統(tǒng)的通過加大裝夾接觸面積（加開縫套筒）的方式，采用了一種六點(diǎn)定位夾緊的浮動三爪（如圖1），在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。
圖1浮動三爪夾緊
浮動三爪夾具的組成及工作原理
我們采用的浮動三爪夾具包括三爪本體、連接塊、夾緊釘及特殊鑲套。三爪本體通過鑲套連接在連接塊上，連接塊像普通三爪一樣與車床卡盤連接，六個夾緊釘成對分別固定在三爪本體上，以鑲套為支點(diǎn)，連同三爪本體隨毛坯外圓的高低起伏，有微量的浮動（浮動量有嚴(yán)格要求，不可隨意給定），起到浮動夾緊作用。夾緊釘帶錐的尖部隨著夾緊力的作用扎進(jìn)毛坯表面一定深度，不需要過大的夾緊力，就可以實(shí)現(xiàn)薄壁件加工的定位和夾緊，防止工件變形。
如圖2a所示，因毛坯為鑄造工藝制造，毛坯上多處（B'）存在表面凹陷，普通三爪夾緊時(shí)易造成工件變形過大或夾不緊。采用六點(diǎn)定位夾緊的浮動三爪即可克服此缺點(diǎn)。在卡盤向中心移動過程中，當(dāng)夾緊釘沒有與工件B'點(diǎn)接觸時(shí)，三爪本體會以鑲套為圓心，零件會給夾緊釘一個作用力F，使三爪本體產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)角，即夾緊釘尖點(diǎn)A移動到A1點(diǎn)，夾緊釘尖點(diǎn)B移動到B1點(diǎn)，如圖2b所示，隨著三爪本體夾緊動作繼續(xù)，使兩個定位釘同時(shí)與工件表面接觸，如圖2c所示，這樣三爪本體的浮動量克服了工件表面缺陷。同理，其他兩個卡爪也如此運(yùn)動，六個夾緊釘尖點(diǎn)終極都與毛坯外圓同時(shí)接觸，保證了工件的定位夾緊。
圖2浮動夾緊原理
應(yīng)用效果
從力學(xué)上分析，傳統(tǒng)的三爪接觸面為三爪與毛坯的接觸面積，設(shè)為S1，而六點(diǎn)定位夾緊的浮動三爪夾具與毛坯外圓的接觸面為兩個點(diǎn)，設(shè)為S2，那么兩種方式夾緊時(shí)零件表面受到的壓強(qiáng)分別為P1=F1/S1和P2=F2/S2，因S2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于S1，故保證同樣的壓強(qiáng)下，F(xiàn)1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于F2。
薄壁件加工中，夾緊壓力應(yīng)越小越好，六點(diǎn)定位夾緊的浮動三爪夾具將受力面縮小到兩個點(diǎn)，S2非常小，這時(shí)夾緊釘與工件接觸處壓強(qiáng)較大，使夾緊釘輕易嵌進(jìn)工件表面一定深度，夾緊不僅僅依靠摩擦力作用，從而大大增加了夾緊的穩(wěn)定性，在夾緊力較小的情況下，實(shí)現(xiàn)了工件的夾緊定位。
在使用傳統(tǒng)三爪加工8T-4556時(shí)，工件精度很難保證，分歧格品率較高。最近這一年多，通過使用六點(diǎn)定位夾緊的浮動三爪夾具，其加工效果明顯改善，不但滿足了內(nèi)孔的工藝尺寸要求，而且內(nèi)孔的圓柱度也非常好。
