制动卡钳专用夹具定位方案分析

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轿车盘式制动器相对鼓式制动器在热稳定性、制动稳定性、水衰退性能等方面具有优势。技术的进步使得制动方式从前盘后鼓→前后盘式制动器逐渐转变。制动卡钳作为其中的主要部件，需求量也与日俱增。

图1 卡钳三维模型

由于卡钳缸体结构不规则，具有一定复杂性，完成加工需要设计专用夹具进行安装和夹紧。以下针对性地对图1中的卡钳缸体提出了在卧加和立加上的不同定位方案与对比评价。

卡钳结构及加工要求：材料为球墨铸铁、毛坯砂型铸造。加工部位有缸体内孔、缸口、钳身平面及曲面、导向销孔及安装面、各内螺纹等。

图2 卡钳二维图纸

以下为各加工方案的详细说明：

卧加夹具方案一

卡钳三维模型中①②面为平行于xz 面的垂直面，③面为平行于yz 面的垂直面，④⑤⑥⑦面为平行于xy面的水平面。定位方案如图3a 所示: 采用支承钉和支承板组合的方式，定位①~⑦这7个平面。

图3 卧加方案一夹具定位三维图

表1

卧加夹具方案二

如图1b所示，a为工件尾部1个锥形凹面，b为工件肩部上1个V形凹面，c为工件肩部1个平面。定位方案如图4a所示: 利用1个支承钉、1个球头销和1个锥销，限制6个自由度。

图4 卧加方案二夹具定位三维图

表2

卧式加工中心定位方案对比：方案一定位遵循常规，定位元件数量相对较多，且装夹定位难度一般; 而方案二定位较为巧妙，仅用了较少的定位元件变约束了六个自由度，且不产生欠定位或者过定位，装夹定位难度也较为简单。

立加夹具方案一

如图5a所示: 以两个小平面定位导向销孔同向端面，以一短圆柱销定位销孔内表面，另一销孔内表面采用短菱形销定位。

图5

表3

立加夹具方案二

如图6a所示: 以两个小平面定位导向销孔同向端面，以一短圆柱销定位缸孔内表面，以一长菱形销定位一销孔内表面。

图6

表4

立式加工中心定位方案对比：两套定位方案方法相差不大，但不同点在于短销定位位置的选择不同。方案一选择了导向销孔，方案二选用了缸孔。

方案评价对于卧式加工中心，两套定位方案的方法相去甚远，但各自具备优点和缺点。如前文所述，通过锥型凹槽和V 形槽的定位比较巧妙，而且所使用的定位元件也较少，安装更加方便。但是考虑到毛坯误差，如果对加工精度有要求，则传统的定位方案一更为合适。

对于立式加工中心，两套方案理论上精度相差不远，但由于导向销孔较小，短销强度刚度较小，加工中变形量大。而方案二缸孔短销较大，对于缸体的支撑较为有利。另外有一销孔采用菱形销，是为了避免过定位问题。当然如果夹具制造精度可以保证，且过定位有利于增加工件加工中的强度，那么过定位是允许的，此处也可使用短圆柱销定位。不过为了保险起见，短圆柱销对强度的增加也不明显，此处采用菱形销就足够。

a8012024