在分析护线盘零件结构特征的基础上，设计了其加工的工艺方案，提出了后续工序加工中 防薄壁变形的工艺问题，设计了弹性内胀夹紧以及引线槽侧立铣削加工的简易夹具，并就 其设计制作的要点进行了分析说明，有效地保证了实际加工的需要。

一、护线盘零件车铣结构特征及工艺分析

图1所示为某电子秤用护线盘零件，是绕放电 磁线圈用的骨架护盘。该零件材料为2014铝合金， 加工性能良好。零件主体呈回转结构，形状虽不复 杂，但尺寸精度要求较高，其盘腔内壁与磁芯有间隙 配合要求，线圈绕放槽部位为薄壁，壁厚约0.85mm。 除回转主体结构外，还有底盘盘面上的孔系，且线圈 槽至底盘间还开有一宽2mm的引线槽。

从结构形状来看，该零件主体的回转结构应以 车削加工为主，基于尺寸精度考虑，需通过粗、精车 实现，且因其有薄壁结构，需采取防变形的工艺措 施，宜在精车时采用弹性内胀夹具；底盘上的孔系及 引线槽则需要通过钻铣加工实现，由于引线槽口有 几处R0.5的圆弧转角且与孔系不在同一加工方向， 若采用工序分散的安排，则钻铣应在两次装夹下完 成，并需考虑装夹中如何保证位置精度的问题。

二、零件车铣加工工艺方案的确定

根据上述分析，除盘面孔系及引线槽需用铣削加 工外，其余均可用车削加工完成，零件总体工艺安排 见表1所示。第一道工序可先用中45的长棒料粗车内外轮廓后精车内腔至尺寸，最后以车槽方式粗车左 侧小柱台并切断分离；绕线槽部分可根据所选用的车 刀副偏角大小自然形成锥度角过渡，各处留足精车余 量。后续几道工序均可用已精车出的中37.75的内腔 作定位基准，以弹性内胀式夹具装夹，避免薄壁变形 的产生。底盘盘面孔系和周侧引线槽因加工方位呈正 交状态，需要作两次装夹的分散工序进行。

在工序组合方面，外轮廓粗车、内腔粗精车、切 断分离组合为一个工序；若使用车削中心，则后续外 轮廓精车及轴向孔系加工、径向引线槽的铣削加工 可组合在一次装夹中实现，这样还可节省夹具的数 量、简化夹具结构，避免工序分散时，对铣引线槽的 工序需添加定位元件单独制作夹具的麻烦。

三、车铣加工的夹具设计与制作

以上工艺安排中，除第一道工序直接采用自定 心三爪卡盘装夹外，其余几道工序均需要设计制作 专用夹具。

(一）弹性内胀式简易夹具

如图2所示是针对薄壁加工设计的简易弹性内 胀夹具。夹具本体的一端做成弹性楔套的形式，由线 切割割出6个开口槽至变形区段分隔孔孔口处。锁 紧螺母时，楔头拉杆的楔头迫使弹性楔套向外扩张， 从而将工件夹紧。松开螺母时，弹性楔套复原，工件 即可取出。夹具本体可直接装夹在三爪卡盘上，小批 量时，可用扳手从卡爪缝处锁紧螺母，大批量时可与机床液压夹紧装置连接实现机动夹紧。

为保证夹具使用的可靠性，夹具设计制造应作 如下考虑：

1.夹具本体的弹性楔套内斜面和拉杆的楔头应 按配合要求磨削，且锥度不能太小。

2.夹具本体的弹性楔套部位应淬火以保持弹性。

3.弹性楔套安装工件的外圆面应精车或磨削，且 在自由状态下应比零件内腔壁尺寸小0.15~0.2mm。

4.弹性楔套安装工件的高度应比内腔壁深度小 0.5mm，为盘面通孔钻铣加工预留过通量。

5.为便于线切割加工，弹性楔套开口槽宜设计 为偶数的4?6个，开口槽宽0.8mm，且前端应开设相 应的变形区段分隔孔，以控制弹性楔套的变形区域。

该弹性内胀简易夹具可用于精车工序、盘面孔系 钻铣加工工序（在数控铣床工作台上安装三爪卡盘 后再夹持此夹具）；若选用车削中心，则可将精车、孔 系加工和引线槽铣削的几个工序集中，用此夹具在 一次装夹下先后完成全部后续加工内容，孔、槽的相 互位置关系可由程序控制。

(二）引线槽铣削夹具

由于引线槽铣削与盘面孔系加工的下刀方向是 正交的，在没有轴向铣削和径向铣削相互兼顾的车 削中心的情况下，引线槽铣削和盘面孔系加工必须 分两道工序实施。若使用带卧式三爪卡盘的数控铣 床，可直接在上述简易夹具的弹性楔套添加1?2个 定位销，以盘面孔系加工的某孔定位夹紧后实现引 线槽的铣削加工，如图3所示。由于弹性楔套有 0.15~0.2mm的扩张量，定位销应按05.8设计，夹具 装调时将两销面用表调至水平即可。若拟将定位销 设置在楔头上，则楔头和夹具本体间应制作定位键 和键槽，以防楔头拉杆相对夹具体旋转变位而影响 引线槽在零件上的位置。

在立式数控铣床上小批量生产时，也可设计如 图4所示简易夹具。定位心轴由螺、销钉固定在夹具 本体上，同时，定位销还用于对工件的定位，定位心 轴的外圆面及定距深度按工件尺寸配作，工件通过 2个夹件螺钉锁定在定位心轴上。由于每次装卸工 件时都需要拆卸夹件螺钉，因此该简易夹具并不适 合大批量生产使用。

四、结语

以上护线盘零件虽然结构特征较简单，各工序 的加工内容也不复杂，因其涉及到车铣综合加工的 要求，既可采用车铣分离也可采用车铣复合的工艺 方案，若采用具车铣复合功能的车削中心，则工序划分可大大简化，所需夹具的用量也相对较少。由于薄 壁结构特征的存在，无论车铣分离还是车铣复合，采 用弹性内胀式夹紧的径向施力方式，对预防变形是 较好的解决办法。本文基于该零件的生产实践，介绍 了所用简易弹性内胀夹具的设计制作要求，同时也 就车铣分离加工时对其中引线槽侧立铣削加工所用 简易夹具做了简单说明，仅供大家参考。