摘要：摩托车轮毂作为大直径类零件，并且整体结构刚性相对比较单薄，在经过机械车加工装夹后，易发生基准面变形反弹，从而影响零件尺寸和形位公差。通过车床夹具设计改进，减少零件基准面与夹具的接触面积，从而消除基准面不平造成的装夹反弹。

轮毂在摩托车整车中属于安全部件，尺寸精度和形位要求较高。一般轮毂最大直径在480～500 mm，而轮辆端面跳动要求为0.5 mm，这就要求毛坯在上车床前基准面平面度必须小于0.5 mm。由于轮毂中间多数设计均为几根辐条支撑，如图1所示，材料为铝合金，整体结构刚性相对比较单薄。

在热处理淬火工序，当轮毂加热温度到535℃时，受产品自重、装炉方式以及出炉后立即浸入水中等各种因素影响，轮毂会发生不规则的扭曲变形。为此，增加了1道校正工序，要求平面度保证在0.5 mm之内，并用0.4 mm的塞尺进行全检，以弥补产品变形给后续加工带来的影响。但实际加工中发现，即使是塞尺检测合格的产品，在经过车加工后，轮毂端面跳动并不稳定，原因在哪里？如何消除影响轮毂跳动的因素呢？

1 问题分析

通过试验分析，首先对毛坯在上车床前再次全检，保证是对合格品进行加工，随机抽查了30件产品，跳动检测结果如表1所示。
由表1看到，跳动没有明显的规律，而且差异性较大，最大的达到了0.7 mm。在正常情况下，同一批状态相对一致的毛坯，采取相同的工艺生产，加工的差异性这么大，是否还存在没有注意到或被忽略的原因呢。通过重新验证，陆续排除了人员操作方式、车床精度、工装精度、刀具寿命及加工程序参数等一系列因素之后，技术人员又把关注点移到毛坯基准面上。

在接下来的试验中，技术人员将产品在加工好之后，直接在车床上用百分表检测跳动值，再取下轮毂进行检测，并在夹持位置做好数字标识。通过对比发现，产品跳动最大值或最小值，多分布在某个夹持位置，并且3个位置没有规律，初步认定，跳动突变的主要原因是轮毂的基准面不良导致。
在后续的深入原因分析中发现，虽然轮毂平面度用塞尺检验是合格的，但在相对微小的某一段区域内（宽度小于检验用塞尺的自身宽度），存在凹凸不平的现象，从而导致毛坯虽然检测合格，但在车加工装夹时，如果刚好夹到不良的位置，拉爪压迫产品受力变形，如图2所示中A位置。但在加工完成取下产品后又发生反弹，造成整个产品截面发生弹性变形，导致加工面也跟着变形，影响产品端面跳动。

2 工艺改进
由于引起的原因还在毛坯基准面上，一开始，致力于如何消除毛坯基准面不平，但由于没有更合适的现场检具，及校正后各工序周转中或多或少会影响产品平面度，如磕碰伤的影响等，光靠校正无法彻底扭转现状。为此，笔者把注意力转到车床的工装夹具上，如果在保证产品安全加工的前提下，减少夹具和产品的接触面积，能否减少单一拉爪区的毛坯反弹情况呢？为此，技术人员重新对现有夹具进行了设计，如图3所示。

通过反复设计验证，经过前后3次陆续设计改进，对设计方案作了较大的改变，将产品与夹具的接触范围由90 mm改到6.4 mm，相当于减小接触面积92.9%，如图4所示，其设计工作方式如图5所示。

3 工艺验证
对改进后的效果如何，分别用试验进行了验证。首先，毛坯基准面用常规塞尺检验、挑选和区分，分别选取基谁面小于0.5 mm的产品50件，基准面0.5～1mm的产品50件，基准面超过1 mm的产品6件；加工中，选用同一台数控车床，在相同的加工条件下正常生产；最后，对加工后的产品进行轮毂端面跳动情况检测，检测结果如表2～表4所示。





从检测结果看到，改进后的工装，通过减小产品同工装的接触面积，有效地消除了装夹过程中产品基准面不平带来的反弹影响，达到了设计要求。

4结束语
在铝合金轮毂的生产中，由于零件本身直径大、结构刚性相对较低，易导致在热处理等工序中变形，同时，在实际生产中，影响毛坯基准面平面度的因素很多，对车加工后的跳动影响非常大。通过从车加工工装上改进，来减小产品与工装的接触面积，有效消除了基准面轻微不平对跳动的影响，再用塞尺检测，确保加工产品端面跳动满足技术要求，在基准面超过标准一定范围内，合格率也能达到96％。当然，对于基准面超过标准太多的产品，如超过1 mm，超过了工装设计极限，就没多大作用了。
所以，产品质量的持续提升，各道工序严格按工艺要求执行是基础，只有各工序都控制好产品质量，在这个基础上，再对一些疑难问题进行分析攻关并解决，才是品质提升和工艺革新正确的方向。