膨胀套式内孔定位芯轴

图1所示是我厂某产品中的气缸零件，该零件内孔Ø25.4mm，经氮化处理后研磨，表面粗糙度要求Ra0.08µm，再以内孔定位磨削外圆，要求内外圆同轴度0.02mm。如采用常用的锥度芯轴定位，由于该零件的长径比达7.8，在切削力的作用下，零件产生歪斜，装夹不准确，使得加工零件的外圆与内孔同轴度达不到技术要求。
图1
图3
1.膨胀套 2.卡套 3.芯轴 4.气缸(加工件) 5.短套 6.螺母
图2

为此我们采用了图2所示的两端定位的膨胀式定位芯轴。膨胀套的结构如图3所示。

膨胀套在加工中由于其内孔的测量和加工不便，可能各变形部位的壁厚不均匀，致使膨胀套在使用中变形不均匀而达不到定位精度的要求：再加上膨胀套外圆和内孔的同轴度误差、膨胀套与芯轴的配合误差等，这些误差的累积不可能达到定位的精度要求。为此，我们采用的加工工艺是:

膨胀套粗车经热处理后，夹外圆磨内孔，使其内孔与芯轴有0.025mm的间隙。
将两膨胀套按图2所示装在芯轴上，旋入螺母，使两膨胀套有轻微的膨胀，再以芯轴两中心孔定位，磨膨胀套的外圆。如此反复3～4次，最终使膨胀套在自由状态下的外圆尺寸达Ø25.350+0.01 mm。这样反复的磨削，消除了上述的累积误差，从而保证了定位精度。

膨胀套式内孔定位芯轴的定位原理是利用膨胀套的弹性变形，当膨胀套在受到轴向力的作用时，其与径向成4°夹角的斜边产生变形使其外径变大，内孔变小，同时消除了气缸内孔与膨胀套外径、膨胀套内孔与芯轴的间隙，形成无间隙配合，从而消除了气缸的定位误差。使用时，由于膨胀套的内外径与气缸、芯轴有间隙，安装方便，且不会划伤气缸内孔：拆卸时，只须松开螺母6，膨胀套在没有轴向力的作用时，可自动回弹到原尺寸，这样即可轻松取出零件。

采用两端定位的膨胀套式定位芯轴，由于消除了定位误差，其定位可靠，用于加工中，能够严格保证零件的同轴度要求。在加工的3批零件中，同轴度指标的合格率达100%。

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