朱彥軍

（安陽鑫盛機床有限公司制造部，河南 安陽 455000）

汽車制動轂夾具設計

朱彥軍

（安陽鑫盛機床有限公司制造部，河南 安陽 455000）

本夾具采用液壓夾緊機構夾緊，以輪轂軸承外圈內(nèi)錐定位，中間拉桿拉緊，保證定心精度；外圓六點輔助夾緊，保證切削穩(wěn)定性。可用于車削制動轂外圓柱面、端面、倒角等，裝夾方便，工藝適應性強，加工效率高、精度高、成品一致性好。

制動轂；液壓夾緊；中心定位；六點輔助夾緊

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車的產(chǎn)量不斷增大，行駛速度不斷提高，對汽車各部件零件的加工要求也在不斷地提高。制動轂是汽車制動中的一個重要部件，其加工質(zhì)量的好壞直接決定著制動的各項指標，零件加工能否達到設計精度要求，直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。目前，國內(nèi)金屬切削機床的精度能夠滿足輪轂的加工需要，但是輪轂的裝夾精度和穩(wěn)定性卻制約輪轂的加工精度和合格率。為了保證制動轂加工能夠達到各項精度要求，提高成品的合格率，人們想了不少的辦法來滿足加工精度要求。目前制動轂的裝夾還是以三爪自動定心夾緊居多，雖然部分廠家在夾持方面采取措施，也起到一定效果[1-5]，但是，大批量生產(chǎn)中三爪卡盤卡爪夾持一致性較差，精度保持性不好，且工件夾持變形不好控制。為此本文提出了一種中心定位，三爪輔助夾緊的一種新的裝夾方法，以提高制動轂加工的精度。

1 制動轂的工作情況

制動鼓是旋轉(zhuǎn)部分，固定在輪鼓上與車輪一同旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。制動底板、制動蹄是主要的固定部分，支承銷和張開機構固定在制動底板上。制動時，制動高壓油推動制動輪缸活塞外移而使兩制動蹄繞各自的定位銷轉(zhuǎn)動，制動蹄上的摩擦片壓緊在制動轂的內(nèi)圓柱面上，這時不轉(zhuǎn)的制動蹄對旋轉(zhuǎn)的制動轂作用一個與轉(zhuǎn)動方向相反的摩擦力矩。保證制動轂的加工精度才能有效地提高制動轂旋轉(zhuǎn)和剎車的穩(wěn)定性。

圖1 制動轂在制動系統(tǒng)中的位置

2 夾具結構

本夾具是在數(shù)控立式車床上設計的，主要用于夾緊前輪轂制動總成或后輪轂制動總成進行車削加工的夾具，采用液壓夾緊方式，回轉(zhuǎn)油缸拉側通油，壓側卸油時，拉緊工件，然后夾緊油缸壓側通油，實現(xiàn)夾緊工件，完成工件的裝卡；當回轉(zhuǎn)油缸壓側通油，拉側卸油時，夾緊油缸壓側卸壓，實現(xiàn)放松工件；液壓系統(tǒng)安裝蓄能裝置，在意外停電的情況下，保證工件依然是夾緊狀態(tài)。本文以車削EQ1061前輪轂制動總成夾具為例進行介紹。

精度要求是保證制動轂的圓度不超過0.015mm，圓柱度不超過0.025mm。在立式車床上精確牢固安裝夾具，以便夾具更好地夾緊制動轂總成，保證加工精度。一般可有以下兩種方案：

2.1 以圓錐滾子軸承外圈定位夾緊。

2.2 外圓夾緊。前輪轂制動總成在立式車床的車削情況如圖2所示，在車削加工面時，如果僅以圓錐滾子軸承外圈2、3定位夾緊，由于制動鼓外徑較大，車削力也較大，制動轂車削時變形，圓度很難保證。如果外圓夾緊，定位精度保證不了，同軸度達不到要求。所以單用上面一種定位夾緊方法很難保證制動轂的夾持精度的可靠性，進而影響到加工精度。

圖2 前輪轂夾緊情況

從制動轂結構尺寸來看，制動轂屬于薄壁易夾壓變形零件。為解決三爪卡盤存在的問題，我們巧妙地利用了杠桿的基本原理，使六個壓點都能有效地和工件接觸，如圖3所示?？ň呓Y構是卡盤上有三個卡爪，六個夾緊點，此時的夾緊靠液壓控制，而六個點對工件在同一圓周上的壓力保持一致。將原來的一個夾緊點分為兩個夾緊點，每一個夾緊點的作用力為單個卡爪的夾緊力的二分之一。由于三個油缸為同油路供油，油壓一致，分布在三爪的夾緊力均勻。前輪轂總成大口向上，使用兩個定心錐套，即上定心錐套6、下定心錐套8，定心錐套裝到定位座7上，壓盤5旋轉(zhuǎn)60度壓緊上定位套，定位套的錐面角度根據(jù)工件內(nèi)孔實際錐度配磨，保證接觸率在80%以上；采用三個夾緊油缸，一個回轉(zhuǎn)油缸；夾緊油缸安裝在工作臺，回轉(zhuǎn)油缸安裝在下部。夾緊過程：前輪轂制動總成下部以圓錐滾子軸承外圈2定位夾緊，上部以圓錐滾子軸承外圈3定位夾緊。油缸13通入高壓油后，油缸中心推動拉桿4，實現(xiàn)了圓錐滾子軸承外圈定位夾緊。然后油缸拉桿中心通入高壓油，分別推動三個夾緊油缸活塞11，三個夾緊油缸活塞桿推動三幅爪子，對輪轂進行輔助夾緊。

3 夾具優(yōu)點

3.1 減少了工件變形。在加緊力一定的情況下，只有增大工件被加緊時的受力面積，才能減少變形，但制動轂外圓為精鑄面，因此，要想增大受力面積，最好的方法是增加夾持的點數(shù)，保證夾緊力的均勻，此夾具采用六點浮動夾緊，增大了夾具接觸面積，使加緊力均勻地分布在工件上；并且三幅夾爪的夾緊油缸由同一油路供油，使三幅夾爪夾緊力能夠自動平衡，夾緊力均勻一致，工件不易產(chǎn)生變形，從而解決了圓度超差及平面凸肚問題。

圖3 夾具結構圖

3.2 夾緊安全更可靠。首先，6、上定心錐套和8、下定心錐套的錐面上開有多道槽，當壓緊時斜面能較緊密地壓合在工件斜面上，增加摩擦力；其次，三幅軟爪的輔助夾緊使夾緊更為可靠。

3.3 能夠?qū)崿F(xiàn)先定位夾緊，再三爪輔助夾緊，保證夾持的精度和夾緊的穩(wěn)定性。由于定位夾緊的油缸和三爪夾緊的油缸，是由兩路油供應的，通過調(diào)整兩路油的流量和壓力，合理調(diào)整定位夾緊和輔助夾緊的壓力和速度。預先計算出變形量的大小，即可確定其圓度大小，制定出正確的加緊方式，加工出合格產(chǎn)品。

3.4 通用性強。本夾具通過更換6、上定心錐套和8、下定心錐套實現(xiàn)了多種制動轂的加工。

綜上所述，該夾具可以實現(xiàn)中心定位及外圓輔助夾緊，已成功應用于HG-PK192雙主軸數(shù)控立式車床上，經(jīng)用戶反映，該夾具使用更換方便，夾持精度高，能夠滿足需要。

[1]孫雪娜，張述江，等.十二點浮動夾具設計及使用[J].中國科技投資，2013（28）：218，241.

[2]李晶.利用車床夾具提高加工精度[J].金屬加工，2010（10）：42-43.

[3]李立強，馬蕾，等.數(shù)控立車專用夾具[J].制造技術與機床，2001（1）：21-22.

[4]閏愛春，包家善，等.制動轂加工工藝改進和夾具刀具設計[J].制造技術與機床，2008（9）：37-38.

[5]孫希信，崔振浩.汽車制動轂車夾具的改進[J].設計與制造，2003（6）：53-54.

U463155

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1671-0037（2014）08-72-1.5

朱彥軍（1980-），男，碩士研究生，工程師，研究方向：機械設計與制造。