超精端面磨床夹具的改进设计

黄全印

（一拖（洛阳）燃油喷射有限公司，河南洛阳　471004）

　　摘　要：为了保证喷油器体的端面加工精度要求，在对现有的超精端面磨床夹具进行分析的基础上，确定了以喷油器体大外圆与端面的定位加工方式，并制定了夹具的改进方案，通过夹具的改进，产品的合格率由原工艺的60％-70％，提高至现在的98％以上。

　　关键词：喷油器体；V型夹具；定位底座；超精端面磨；随行夹具

　　引言

　　在喷油器壳体加工工序中，超精端面磨削加工是一道直接影响喷油器端面密封性能的关键工序，同时，喷油器体端面精度也影响总成的性能和可靠性寿命。对提高喷油器总成性能、降低腰漏现象有着很大的作用^[1]；公司加工喷油器壳体的设备Microstar Vl42超精端面机床，是05年引进的专用设备。由于当时公司产品品种单一，引进时仅考虑了加工PB86J喷油器总成和PP03喷油器总成2种产品，对以后的市场发展没有充分的准备；近年来，P型喷油器总成产品的产量随着市场的发展已经占到了公司喷油器总成总产量的50％以上；由于受机床夹具限制，其喷油器体端面加工仍然在平面研磨机上进行，加工精度不易保证，并且精研后研磨膏不宜清洗，清洁度达不到产品要求，造成喷油器总成性能降低。因此，公司在新、老产品转换的过程中，如何让超精端面磨床加工P系列产品喷油器体是当前所急需解决的问题，而重新从国外订购夹具存在着周期长和价格高的问题，这就要求必须将该夹具国产化，设计人员通过对现有的PB86J系列喷油器体的加工方法机床夹具进行分析，决定对夹具进行改进设计与制造。经过试验，效果显著，从而使P系列产品喷油器体的质量得到了较大的提高。

　　1　夹具原理分析与改造

　　为了保证喷油器总成的密封性能与压力调整的方便性，产品要求喷油器体的端面加工精度相对较高，如图1所示。

　　为了保证加工精度要求，通过对现有的超精端面磨床加工PB86J喷油器体夹具进行分析，确定了以喷油器体大外圆与端面的定位加工方式，对现有的喷油器体定位夹具进行测绘，如图2所示。对零件的形状进行分析后，制定了夹具改制方案。

　　目标是为了既能在降低部分夹具精度要求的前提下使该夹具国产化，同时又能保证零件的加工精度，主要体现在如下几方面。

　　1.1 V型夹具的改进

　　V型夹具是定位夹紧机构中常见的一种定位夹紧方式^[2]，主要用于圆柱形工件的定位，其V型面的对称度要求国内加工精度为0.03mm，而实际测量该进口设备的V型块对称度为0.005mm，以目前国内的加工水平该精度根本无法达到，图3为进口V型夹具实测图。为了便于加工制造，我们经过反复论证，并经过实际验证，在不影响零件加工精度要求的前提下，使V型对称度要求由原来的0.005mm更改为0.02，降低V型块的形位精度要求，从而使该V型块便于国产化。图4为根据零件形状而进行更改的夹具图，通过对V型块的定位位置不同，夹持不同的部位，满足零件的夹紧状态。

　　1.2 定位底座的设计改进

　　为了让该设备既能加工P型喷油器体，又不影响原产品的加工，设计人员认真分析了设备的加工方法，认为轴向定位方面P系列喷油器体与PB86J喷油器体的差别主要是在高度上，只要对该机床的4副卡盘内的定位托座进行必要的改制，更换品种时对其进行更换，让被加工的零件高度与原来的高度一致就可以满足P系列喷油器体的加工。为了更好地控制弹簧孔底到磨削端面的尺寸要求，对进口底座进行测绘，如图5所示，将图中定位托座的45mm尺寸稍加改变，就可以根据加工零件的总长尺寸变化来保证零件的上端面与原来一致。由于定位托座的内孔端面至螺纹肩胛面45mm尺寸要求严，精度高，难以保证4副卡盘的等高一致，如果是按照进口零件测绘缩放尺寸，现有的加工能力将无法保证该尺寸的加工。因此，考虑将该零件一分为二；其中一个零件内孔端面暴露在外，然后采用平面磨加工来保证尺寸精度（如图6所示）。

　　从图中可以看出，这样的零件可以保证端面至螺纹肩胛的尺寸，另外再做一个如图7所示的轴套，然后将其装配到一起，这样就降低了加工难度，Z后加工出来的零件完全满足了工装精度要求。

　　同样对几个机床的随行夹具装零件的内孔进行了改造，保证零件高度与原来零件高度一致以满足数控程序和机械手的工作要求。图8是随行夹具简图，将4个直径为21mm的孔补充加工至深要求H来保证零件高度和原来一致。

　　2　结束语

　　通过对进口超精端面磨床夹具进行简单的改制，使P系列喷油器体投人生产，并显现出效果。该设备通过创新改进工装后，产品的合格率由老工艺的60％-70％，提高至现在的98％以上。由于新工艺的采用由此所带来的效益显而易见。该工序原来为2人在圆盘磨和研磨机之间将零件和夹具不停的搬上搬下繁重操作，现在仅1人轻松操作，同时还省去了由于30％-40％不合格品需装配工人重新拆装、修复的工作。另外，还避免了原工序因研磨膏滞留带给装配前需繁琐清洗的麻烦，也提高了产品清洁度指标。

　　参考文献：

　　[1]蒋德明.内燃机原理[M].北京：机械工业出版社，1988.

　　[2]赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海：上海科学技术出版社，1990.

来源：《现代车用动力》2010年2月