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[摘 要]变矩器是一类技术含量高的传动产品，实际工作中在车削加工变矩器泵轮分总成时易出现外圆圆度、形位公差不满足要求的现象。通过分析泵轮分总成车削加工工艺要求并对比三爪卡盘、弹性薄壁夹盘两种车夹具方案，认为后者能有效地解决问题。介绍弹性薄壁夹盘工作原理，描述HY218泵轮分总成弹性薄壁夹盘设计过程及设计要点，并对其应用结果分析评价，最后得出使用弹性薄壁夹盘适合加工泵轮分总成的结论。
[关键词]弹性薄壁夹盘;弹性盘;变矩器;泵轮分总成
[中图分类号]TP391-72 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）04–00–02
Application of Elastic Thin-Walled Chuck in Torque
Converter Pump Wheel Sub-assembly
Liu Shan-min，Tang Chun，Ling Xi-chun
[Abstract]Torque converter is a kind of transmission product with high technical content. In actual work， when turning the torque converter pump wheel sub-assembly， it is easy to have the phenomenon that the outer roundness and shape tolerance do not meet the requirements. This paper analyzes the turning process requirements of the pump wheel sub-assembly and compares the three-jaw chuck and the elastic thin-walled chuck. It is believed that the latter can effectively solve the problem， and then briefly introduces the working principle and key points of the elastic thin-walled chuck. The design process and design points of the elastic thin-walled chuck of the HY218 pump wheel sub-assembly are described in detail， and the application results are analyzed and evaluated. Finally， the conclusion that the use of the elastic thin-walled chuck is suitable for processing the pump wheel sub-assembly is drawn.
[Keywords]elastic thin-walled chuck; elastic disc; torque converter; pump wheel sub-assembly
由于液力變矩器泵轮分总成为薄壁类零件，其加工质量包括外圆圆度、垂直度、端面跳动等并且加工精度要求很高，使用三爪卡盘，夹紧力不易控制，工件易变形，圆度无法保证;另外，采用传统的三爪卡盘装夹工件不方便，生产效率低，不适合大批量加工。本文根据液力泵轮分总成的加工工艺要求，探讨如何应用弹性薄壁夹盘的有关知识。
1 液力变矩器的泵轮分总成加工工艺分析
以HY218泵轮分总成为例，如图1所示。从加工要求来看，以B基准与泵轮外壳外圆为基准，夹持泵轮外壳外圆车削加工泵轮分总成为最佳的装夹方案，其装夹方案有两种：
（1）使用3个软爪加工，夹具结构简单，加工和维修方便，成本较低。但夹紧力作用点少（只有3个）、夹具精度低，会使工件变形，即外圆变成三角形，如图2所示。
（2）应用弹性薄壁夹盘工作原理与结构设计专用夹盘加工，实现自动夹紧，即通过设备液压缸的动作实现夹具的夹紧松开动作;夹紧力作用点多且对称均匀一致;加工尺寸一致性好。但夹具结构复杂，成本高，目前不具有此类夹具应用于变矩器的经验。
方案二夹具成本投入较高，但由于产品质量高且稳定，效率高，并能满足批产要求。综合考虑采用方案二。
2 泵轮分总成弹性薄壁夹盘设计
2.1 弹性薄壁夹盘结构设计
根据泵轮分总成的粗车、精车加工要求及薄壁件结构特点分析，需要将弹性盘的整体式结构化设计为弹性盘（件1）、卡爪（件2）组合的分体式结构;采用夹持爪（件3）代替可调螺钉，夹持爪的特点即是将螺钉与工件的点接触优化为线接触。同时将卡爪与夹持爪装配后所形成的组件称为卡爪组件。根据工序图要求，基准B为冲压所形成的粗基准，使用3个顶杆定位不足以模拟基准B，如果采用较多的顶杆定位，工艺性不好，综合考虑使用定位板（件4）较为适合，如图3所示。
此结构方案有如下特点：
（1）定心精度高。弹性盘只做弹性变形，恢复弹性变形后其中心不变。
（2）定位精度高。此盘安装至设备后需对定位板（件4）找正后，再加工夹持爪内圆，保证夹具的高精度。
（3）能够有效控制夹持力。夹持力仅受设备液压缸的推力、夹持爪的内孔直径、工件外圆实际直径尺寸控制。
（4）工艺性好。弹性盘（件1）、卡爪（件2）、夹持爪（件3）分别加工，适合夹具的维护、更换。 通過上述分析，弹性薄壁夹盘用于泵轮分总成的车加工是可行的。
2.2 弹性薄壁夹盘具体设计
根据夹具设计手册，计算泵轮分总成最大切削扭矩、弹性盘厚度，从夹具设计手册可查得卡爪数，再经过计算每个夹持卡爪所需径向夹紧力、卡爪组件实际所需张量、验算弹性盘厚度等步骤，确定弹性盘的厚度，然后根据所用设备的结构尺寸设计夹具体及其他辅助零件。
3 应用结果及分析
3.1 泵轮分总成外圆圆度
HY218泵轮分总成弹性薄壁夹盘投入使用后，为确认设计的合理性，从加工的40个零件中抽出10个对其加工前后夹持部位同一处的外圆圆度进行检测记录（表1），检测所用的仪器为圆度仪，检测时设定圆度仪的精度为5 μm以内，从检测结果看，加工前后泵轮分总成同一部位圆度变化值均小于5 μm，可见，夹持力影响零件外圆的加工精度。
另外用圆度仪对其中一个零件的加工部位检测三段圆并绘图，从图4可知三段圆的线轮廓基本一致;从单个曲线上分析，所加工部位的变形位置与弹性薄壁夹盘夹持爪位置基本相同，可见，弹性薄壁夹盘所加工的零件尺寸一致性好，圆度质量稳定，如图4所示。
3.2 泵轮分总成车加工质量
在本批40件中对上述的10个零件按图1要求的形位公差进行检测，其检测结果均满足工艺要求并且较稳定。
4 结语
通过理论计算与实际应用效果可以看出，使用用于加工液力变矩器上泵轮分总成是可行、可靠的。应用结果表明：
（1）设计弹性薄壁夹盘结构需根据实际情况进行优化。
（2）弹性薄壁夹盘用于泵轮分总成加工优于软爪加工。
（3）弹性盘、卡爪、夹持爪分体设计是可行的。
本文为弹性薄壁夹盘在变矩器上的应用提供了理论实践依据。
参考文献
[1] 梁炳文.机械加工工艺与窍门精选[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2] 李洪.机械加工工艺人员手册[M].北京：北京出版社，1990.
[3] 数字化手册编委会.机床夹具设计手册（软件版）V1.0[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4] 马文星.液力传动理论与设计[M].北京：化学工业出版社，2004.
[5] 刘作寿，王丽霞.用弹性硅橡胶及BiSn合金仿制变矩器叶轮[J].工程机械，1991，22（2）：35-39.
[6] 詹永红.装载机变矩器超越离合器功能及损坏原因[J].工程机械与维修，2015（9）：92-93.
[关键词]弹性薄壁夹盘;弹性盘;变矩器;泵轮分总成
[中图分类号]TP391-72 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）04–00–02
Application of Elastic Thin-Walled Chuck in Torque
Converter Pump Wheel Sub-assembly
Liu Shan-min，Tang Chun，Ling Xi-chun
[Abstract]Torque converter is a kind of transmission product with high technical content. In actual work， when turning the torque converter pump wheel sub-assembly， it is easy to have the phenomenon that the outer roundness and shape tolerance do not meet the requirements. This paper analyzes the turning process requirements of the pump wheel sub-assembly and compares the three-jaw chuck and the elastic thin-walled chuck. It is believed that the latter can effectively solve the problem， and then briefly introduces the working principle and key points of the elastic thin-walled chuck. The design process and design points of the elastic thin-walled chuck of the HY218 pump wheel sub-assembly are described in detail， and the application results are analyzed and evaluated. Finally， the conclusion that the use of the elastic thin-walled chuck is suitable for processing the pump wheel sub-assembly is drawn.
[Keywords]elastic thin-walled chuck; elastic disc; torque converter; pump wheel sub-assembly
由于液力變矩器泵轮分总成为薄壁类零件，其加工质量包括外圆圆度、垂直度、端面跳动等并且加工精度要求很高，使用三爪卡盘，夹紧力不易控制，工件易变形，圆度无法保证;另外，采用传统的三爪卡盘装夹工件不方便，生产效率低，不适合大批量加工。本文根据液力泵轮分总成的加工工艺要求，探讨如何应用弹性薄壁夹盘的有关知识。
1 液力变矩器的泵轮分总成加工工艺分析
以HY218泵轮分总成为例，如图1所示。从加工要求来看，以B基准与泵轮外壳外圆为基准，夹持泵轮外壳外圆车削加工泵轮分总成为最佳的装夹方案，其装夹方案有两种：
（1）使用3个软爪加工，夹具结构简单，加工和维修方便，成本较低。但夹紧力作用点少（只有3个）、夹具精度低，会使工件变形，即外圆变成三角形，如图2所示。
（2）应用弹性薄壁夹盘工作原理与结构设计专用夹盘加工，实现自动夹紧，即通过设备液压缸的动作实现夹具的夹紧松开动作;夹紧力作用点多且对称均匀一致;加工尺寸一致性好。但夹具结构复杂，成本高，目前不具有此类夹具应用于变矩器的经验。
方案二夹具成本投入较高，但由于产品质量高且稳定，效率高，并能满足批产要求。综合考虑采用方案二。
2 泵轮分总成弹性薄壁夹盘设计
2.1 弹性薄壁夹盘结构设计
根据泵轮分总成的粗车、精车加工要求及薄壁件结构特点分析，需要将弹性盘的整体式结构化设计为弹性盘（件1）、卡爪（件2）组合的分体式结构;采用夹持爪（件3）代替可调螺钉，夹持爪的特点即是将螺钉与工件的点接触优化为线接触。同时将卡爪与夹持爪装配后所形成的组件称为卡爪组件。根据工序图要求，基准B为冲压所形成的粗基准，使用3个顶杆定位不足以模拟基准B，如果采用较多的顶杆定位，工艺性不好，综合考虑使用定位板（件4）较为适合，如图3所示。
此结构方案有如下特点：
（1）定心精度高。弹性盘只做弹性变形，恢复弹性变形后其中心不变。
（2）定位精度高。此盘安装至设备后需对定位板（件4）找正后，再加工夹持爪内圆，保证夹具的高精度。
（3）能够有效控制夹持力。夹持力仅受设备液压缸的推力、夹持爪的内孔直径、工件外圆实际直径尺寸控制。
（4）工艺性好。弹性盘（件1）、卡爪（件2）、夹持爪（件3）分别加工，适合夹具的维护、更换。 通過上述分析，弹性薄壁夹盘用于泵轮分总成的车加工是可行的。
2.2 弹性薄壁夹盘具体设计
根据夹具设计手册，计算泵轮分总成最大切削扭矩、弹性盘厚度，从夹具设计手册可查得卡爪数，再经过计算每个夹持卡爪所需径向夹紧力、卡爪组件实际所需张量、验算弹性盘厚度等步骤，确定弹性盘的厚度，然后根据所用设备的结构尺寸设计夹具体及其他辅助零件。
3 应用结果及分析
3.1 泵轮分总成外圆圆度
HY218泵轮分总成弹性薄壁夹盘投入使用后，为确认设计的合理性，从加工的40个零件中抽出10个对其加工前后夹持部位同一处的外圆圆度进行检测记录（表1），检测所用的仪器为圆度仪，检测时设定圆度仪的精度为5 μm以内，从检测结果看，加工前后泵轮分总成同一部位圆度变化值均小于5 μm，可见，夹持力影响零件外圆的加工精度。
另外用圆度仪对其中一个零件的加工部位检测三段圆并绘图，从图4可知三段圆的线轮廓基本一致;从单个曲线上分析，所加工部位的变形位置与弹性薄壁夹盘夹持爪位置基本相同，可见，弹性薄壁夹盘所加工的零件尺寸一致性好，圆度质量稳定，如图4所示。
3.2 泵轮分总成车加工质量
在本批40件中对上述的10个零件按图1要求的形位公差进行检测，其检测结果均满足工艺要求并且较稳定。
4 结语
通过理论计算与实际应用效果可以看出，使用用于加工液力变矩器上泵轮分总成是可行、可靠的。应用结果表明：
（1）设计弹性薄壁夹盘结构需根据实际情况进行优化。
（2）弹性薄壁夹盘用于泵轮分总成加工优于软爪加工。
（3）弹性盘、卡爪、夹持爪分体设计是可行的。
本文为弹性薄壁夹盘在变矩器上的应用提供了理论实践依据。
参考文献
[1] 梁炳文.机械加工工艺与窍门精选[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2] 李洪.机械加工工艺人员手册[M].北京：北京出版社，1990.
[3] 数字化手册编委会.机床夹具设计手册（软件版）V1.0[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4] 马文星.液力传动理论与设计[M].北京：化学工业出版社，2004.
[5] 刘作寿，王丽霞.用弹性硅橡胶及BiSn合金仿制变矩器叶轮[J].工程机械，1991，22（2）：35-39.
[6] 詹永红.装载机变矩器超越离合器功能及损坏原因[J].工程机械与维修，2015（9）：92-93.