摘 要

液性塑料夾具是利用液性塑料的不可壓縮性，將壓力均勻的傳遞給薄壁套筒，并通過套筒的變形來定位和夾緊工件。或者在多位夾具中，作為傳力介質(zhì)，將壓力均勻地傳給滑柱來夾緊工件。液性塑料夾具可用于磨、車、銑、鉆、鏜、齒輪加工、渦輪加工等。今天我們從排氣門座的結(jié)構(gòu)和作用入手，與大家探討如何設(shè)計(jì)液性塑料芯軸。

圖1 液性夾具

一、工件分析

如下圖所示為排氣門座為HXN5型柴油機(jī)氣缸蓋配件中形位公差要求最高的零件之一，其裝在氣缸蓋上與氣門面緊密貼合，對氣缸起控制排氣和密封燃燒室的作用，故其生產(chǎn)要求高，其壁薄、強(qiáng)度差、易變形、內(nèi)外圓的尺寸精度、跳動要求高等特點(diǎn)給加工生產(chǎn)帶來了很大困難，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是批量生產(chǎn)的質(zhì)量很難得到有效控制。

圖2 排氣門座

二、夾具的結(jié)構(gòu)及工作原理

常規(guī)加工薄壁筒類零件通常采用共同料或以端面定位夾緊等方法加工，但加工精度及穩(wěn)定性均不太好，為滿足其較高的加工精度及形位公差要求，經(jīng)過多次試制，采用自制液性塑料芯軸作為夾具，通過此夾具的設(shè)計(jì)，徹底解決機(jī)車薄壁筒類零件的變形及內(nèi)外圓跳動要求高等問題，保證產(chǎn)品質(zhì)量，并為機(jī)車中其他薄壁類零件的加工提供了借鑒，取得了不錯的效果液性塑料芯軸可以用于定位工件內(nèi)孔或外圓，本文介紹定位工件內(nèi)孔的芯軸，是一種加工外圓的夾具（圖2）。

工件套在薄壁漲套上，擰動螺釘6，推動柱塞7，擠壓液性塑料9，由于液性塑料具有不可壓縮性，因而迫使薄壁漲套2徑向漲大，均勻壓在工件的內(nèi)壁上，從而使工件得到精密裝夾定位。當(dāng)零件加工完成后，松開螺釘6，則液性塑料彈性恢復(fù)，薄壁漲套亦恢復(fù)到原始狀態(tài)，工件可方便取下，這樣既達(dá)到了工件的同軸度要求，又不會使工件變形。

圖3 液性塑料芯軸

三、夾具的設(shè)計(jì)基本步驟及要點(diǎn)

3．1基本步驟

①對薄壁套進(jìn)行受力分析，同時選擇薄壁漲套的材料，如40Cr，通過材料的彈性系數(shù)及屈服極限驗(yàn)證材料是否滿足工件的夾緊要求；

②配制液性塑料：聚氯乙烯（使塑料凍結(jié)）、苯二鉀酸二丁酯（增塑，使之具有彈性）、硬脂酸鈣（增加穩(wěn)定性）、真空油（潤滑，增加塑料的柔軟性），按適當(dāng)比例調(diào)制；

③將配制完成的液性塑料熬制，灌人芯軸及漲套中，冷卻即可。

3．2夾具制作過程中的要點(diǎn)

①在加壓螺釘上標(biāo)上刻度線，避免夾緊力過高使工件變形；

②澆注液性塑料前，須對夾具預(yù)熱，這樣有效防止塑料在澆注過程中失去流動性；

③澆口和出氣口一定要位于芯軸的上部，有利于澆注和氣體排出；

④澆注過程中，必須注意液性塑料的冷卻收縮情況，因此須邊冷卻邊補(bǔ)縮，直到不能補(bǔ)縮為止；

⑤澆注完成，待液性塑料完全冷卻，夾具與機(jī)床主軸裝配后，再精加工薄壁漲套的外圓；

⑥薄壁漲套與工件的接觸長度須在70％～80％；

⑦液性塑料芯軸夾具夾緊工件的最大精度為4級。

四、運(yùn)用情況及實(shí)際效果

經(jīng)過排氣門座的批量生產(chǎn)和檢測驗(yàn)證，達(dá)到了預(yù)期效果。通過此類夾具的設(shè)計(jì)，大大提升了機(jī)車，特別是HXN5型機(jī)車產(chǎn)品中薄壁零件的質(zhì)量，徹底解決了機(jī)車薄壁零件內(nèi)外圓跳動的問題，現(xiàn)已在實(shí)際生產(chǎn)中得到了推廣和應(yīng)用。