前言
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，並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，將壓力均勻地傳給滑柱來夾緊工件。液性塑料夾具可用於磨、車、銑、鑽、鏜、齒輪加工、渦輪加工等。今天我們從排氣門座的結構和作用入手，與大家探討如何設計液性塑料芯軸。
圖1 液性夾具
1、工件分析
如下圖所示為排氣門座為HXN5型柴油機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，故其生產要求高，其壁薄、強度差、易變形、內外圓的尺寸精度、跳動要求高等特點給加工生產帶來了很大困難，產品質量不穩定，特別是批量生產的質量很難得到有效控制。
圖2 排氣門座
2、夾具的結構及工作原理
常規加工薄壁筒類零件通常採用共同料或以端面定位夾緊等方法加工，但加工精度及穩定性均不太好，為滿足其較高的加工精度及形位公差要求，經過多次試製，採用自制液性塑料芯軸作為夾具，通過此夾具的設計，徹底解決機車薄壁筒類零件的變形及內外圓跳動要求高等問題，保證產品質量，併為機車中其他薄壁類零件的加工提供了借鑑，取得了不錯的效果液性塑料芯軸可以用於定位工件內孔或外圓，本文介紹定位工件內孔的芯軸，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，由於液性塑料具有不可壓縮性，因而迫使薄壁漲套2徑向漲大，均勻壓在工件的內壁上，從而使工件得到精密裝夾定位。當零件加工完成後，鬆開螺釘6，則液性塑料彈性恢復，薄壁漲套亦恢復到原始狀態，工件可方便取下，這樣既達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
此夾具後端設計與車床主軸直接相連接，所以使用時，將車床三爪卡盤拆卸，這樣就規避了三爪卡盤的裝夾誤差，所以該夾具具有加工精度高、使用方便、穩定性高等特點。
3、夾具的設計基本步驟及要點
3.1基本步驟
①對薄壁套進行受力分析，同時選擇薄壁漲套的材料，如40Cr，通過材料的彈性係數及屈服極限驗證材料是否滿足工件的夾緊要求；
②配製液性塑料：聚氯乙烯(使塑料凍結)、苯二鉀酸二丁酯(增塑，使之具有彈性)、硬脂酸鈣(增加穩定性)、真空油(潤滑，增加塑料的柔軟性)，按適當比例調製；
③將配製完成的液性塑料熬製，灌人芯軸及漲套中，冷卻即可。
3.2夾具製作過程中的要點
①在加壓螺釘上標上刻度線，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於芯軸的上部，有利於澆注和氣體排出；
④澆注過程中，必須注意液性塑料的冷卻收縮情況，因此須邊冷卻邊補縮，直到不能補縮為止；
⑤澆注完成，待液性塑料完全冷卻，夾具與機床主軸裝配後，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。
4、運用情況及實際效果
經過排氣門座的批量生產和檢測驗證，達到了預期效果。通過此類夾具的設計，大大提升了機車，特別是HXN5型機車產品中薄壁零件的質量，徹底解決了機車薄壁零件內外圓跳動的問題，現已在實際生產中得到了推廣和應用。
閱讀更多 夾具俠 的文章
