楼梯之家讯：分析圆盘零件大孔的加工难点，设计制作专用夹具，优化加工工艺，可满足大批量生产的要求。

1. 加工难点分析

图1所示为某柴油机圆盘零件示意图，年需求量35 000件，材质为10钢，料厚t=5mm，外形φ（219 ±0.1）mm， 内孔，成形高度（10.5±0.2）mm，断面光亮带达75%以上。因产品对尺寸、断面质量要求较高，综合考虑，采用落料→成形→精冲的工艺。经分析，该产品主要的加工难点是内孔φ的尺寸难以保证，只能靠后续加工，原因为：①根据精冲技术规程VDI3345及Schmid资料，料厚t=5mm、内形尺寸φ135mm产品的公差应为IT8级，即63μm，而产品要求为40μm，远小于可满足的范围。②孔φ135mm与腰圆孔间的壁厚为3.5mm，仅为料厚的70%，此处材料稳定性差，会影响内孔φ135mm尺寸。

此产品批量大、精度要求高，考虑到经济性及产品质量，采用精冲时留适量余量、后续数控车到尺寸的加工方法。

2. 初始加工方案

按照常规方法， 如图2 所示，数控车时夹紧零件外圆。实际生产中发现，产品加工完从机床上取下后，内孔尺寸有变化，且腰圆处尺寸与非腰圆处尺寸也不同，相差达0.03mm以上，难以满足产品要求。分析后认为：

夹紧产品外圆时会对产品施加径向力，使产品发生径向变形；腰圆处壁厚明显薄于其他部位，在切削力的作用下会产生更大的变形。切削完成后及产品取出时外力消除，产生回弹，使内孔尺寸发生变化。针对以上特点，我们对装夹方式作出了改进。

图2 常规装夹示意图

3. 改进方案

设计专用夹具如图3所示，使用3个快速压紧器压紧零件端面，无径向力且相对传统压块压紧操作方便、节省时间，易于控制夹紧力的大小；在零件腰圆中靠近内孔处设置6个定位钉和一个防转钉，增加零件刚性，防止零件转动。为保证批量生产时产品尺寸的稳定性，需校正夹具端面与机床主轴的垂直度0.02mm以内，定位钉侧面与机床主轴的同轴度0.02mm以内，定位钉侧面与产品配合间隙0～0.005mm。

图3 改进后的装夹示意图

经批量生产验证，产品内孔尺寸合格率可达100%，唯一不足的是校正夹具垂直度对操作工的技能要求很高，浪费了大量工时，有待进一步优化。

4. 工艺优化

将定位钉尺寸加大，留适量余量在夹具端面校正后数控车，直至与产品的配合满足要求，这一方法减少了对定位钉的校正，且对定位钉位置、原始尺寸无太高要求，仅需每批更换定位钉即可。

5. 结语

经过一系列改进，圆满解决了圆盘零件高精度内孔尺寸这一瓶颈问题，且满足大批量生产的要求，同时为其他类似产品的制造提供了一种可行的思路。


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