一種數控車削簡易脹緊夾具的設計與應用
2020-10-9 來源：湖北工業職業技術學院機電工程學院 作者：潘強 薛嘉鑫
摘要：本文主要介紹了一種用于車削加工非回轉體上的孔內卡簧槽的加工解決方案，重點闡述了該工裝的主要結構、使用方法、主要原理、主要優點等等內容。對于一些特殊零件卡簧槽在車床上加工有一定的借鑒作用，為充分挖掘數控車床的加工能力，提高試制零件的加工效率有重要意義。
關鍵詞：車削；定位；脹緊；卡簧槽加工
1 、問題的提出
在現實生產加工中，我們會遇到如圖 1 所示的非標單件或小批量的支座零件，該類零件的特點為：垂直于安裝底面的側面設有不均布的通孔；通孔的兩端靠近孔口的位置均設有卡簧槽。
我們一般采用鉗工劃線—鉆削加工—鉸削加工或直接采用數控銑床鉆削加工—鉸削（鏜削）加工出該零件的底孔，然而如何快速、經濟的加工出孔兩端各設的 1 個卡簧槽卻成了比較棘手而難解決的技術問題。運用現代數控加工工藝加工該類零件卡簧槽的一般方法如表 1。綜上：上述 1-2 項加工方案裝夾次數少，但設備及刀具成本高；3-4 項裝夾次數多，但切削效率高，槽底質量好；因此結合機床、刀具、切削的效率等方面的成本來講，利用普通數控車床加工該類零件還是比較經濟合理的，但是利用四爪卡盤進行裝夾定位，比較繁瑣、且容易定位不準。那么能不能應用自定心的三爪卡盤來解決上述零件定位及裝夾問題，以便進一步提高效率、同時也降低定位裝夾占機成本呢?
2 、問題的解決方案
2.1 工裝的主要結構
所述的該種數控車削簡易脹緊工裝，其特征在于：它由一個處理后的內六角螺栓和一個主體脹緊體構成；所述的處理后的內六角螺栓的特征在于：在靠近螺紋端的頭端圓柱 1 側設有一配合錐面 2；所述主體脹緊體的特征在于：一端設有三爪卡盤夾持面 5，另一端設有與零件孔間隙配合的圓柱面 4；所述圓柱面 4 端頭設有與內六角螺栓聯結緊固的內螺紋 7，在內螺紋的端頭設有與錐面 2 配合的錐面 2，所述割縫 6 把與孔配合的圓柱體均勻分割為三等份。
2.2 工裝的使用方法
①三爪卡盤夾持主體工裝被夾持面 5；②主體工裝配合外圓柱面 4 穿入零件被加工空中；③緊固內六角螺栓，使錐面 2 與錐面 3 貼合旋緊螺栓即可完成裝夾。
2.3 工裝的主要原理
當旋入內六角螺栓時，隨著錐面 2 與錐面 3 的貼合（錐面 3 口徑略小于錐面 2 口徑），錐面 2 迫使錐面 3 張口變形，從而使主體工裝配合外圓柱面 4 端頭膨脹脹大，以此約束零件孔的徑向旋轉與軸向移動。
表 1
注：以 1 臺普通數控車床單價為一個基本單位 D, 以 1 臺普通數控車床用刀單價為一個基本單位 T.
2.4 工裝的主要優點
①工裝設計結構簡單、使用方便、制造成本低廉；②工裝對孔的中心定位精度高，不用像四爪卡盤那樣來回調節卡爪位置以便定位到合適的回轉中心；③通過端面貼合控制零件沿孔方向的軸向移動，可以有效地控制加工卡簧槽的位置度。
3 、結束語
本人在加工該產品過程中，綜合考慮了初始的 4 種加工方案，并做了詳細的成本核算與技術對比。只有此種工裝夾具配合普通數控車床使用才是最經濟、最合理的、效率最高、加工出的產品質量也是最穩定的。
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