数控机床市场网-专业的数控机床网站

1 目前夾具設(shè)計(jì)概況

      機(jī)械加工過程中，夾具是必不可少的工藝設(shè)備。其作用是正確確定工件與刀具間的相對位置，并將工件牢固地夾緊，使用夾具可以有效地保證工件的加工質(zhì)量，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。因此夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些年數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對夾具有了新的要求：①能夠方便地投入使用在新產(chǎn)品加工中，以降低生產(chǎn)成本；②能夠裝夾相似結(jié)構(gòu)的零件；③能夠達(dá)到精密加工的機(jī)床夾具；④能夠符合各種現(xiàn)代制造的技術(shù)；⑤提高夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。

      本文基于一個簡單軸類零件設(shè)計(jì)銑床的專用夾具，介紹機(jī)床夾具的一些最基本的作用、分類及特點(diǎn)，針對軸套類銑床夾具的定位方案、夾緊裝置、對刀裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。對夾具知識的一個實(shí)例應(yīng)用進(jìn)行淺析，供教學(xué)的簡單參考。

2 夾具設(shè)計(jì)原則和零件工藝分析

      專用夾具的針對性很強(qiáng)，只為了加工某一工件某一工序而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。此類夾具沒有通用性，所以常應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。但是專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長，隨著現(xiàn)代多品種，中、小批生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性等方面也是現(xiàn)在制造中考慮的解決問題。

      本設(shè)計(jì)中針對在長為400mm， 100h6 的長軸如圖1 所示上銑鍵槽：長300±0.4mm，寬40H11mm，深度25mm，為這一道工序設(shè)計(jì)一個銑床專用夾具。在銑鍵槽前其他表面均已加工好，本工序的加工要求是：鍵槽寬40H11，槽側(cè)面對100h6 軸線的對稱度為0.10mm，平行度為0.08mm，槽深控制尺寸為75mm，鍵槽長度為300±0.4mm。

3 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      根據(jù)零件加工要求分析，銑鍵槽時在機(jī)床上定位應(yīng)限制五個自由度才能保證加工。此類長軸零件形狀規(guī)則，以工件的外圓在長V 形塊上定位，限制Z 方向、Z 旋轉(zhuǎn)、X 方向、X 旋轉(zhuǎn)4 個自由度，以工件的端面在止推銷上定位，限制Y方向自由度。這道工序比較簡單，可以在銑床主軸上安裝兩把直徑相等的銑刀，同時對兩個工件銑鍵槽，每進(jìn)給一次，即能得到兩個均已加工好鍵槽的工件，提高加工的效率。這種結(jié)構(gòu)形式稱為雙工位銑床夾具。

      （1）定位方案的設(shè)計(jì)。定位元件是夾具的重要組成部分之一，主要功能是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。這工件以100h6 外圓在V 形塊上定位，端面加止推銷，如圖2 所示。

      （2）夾緊方案的設(shè)計(jì)。夾緊裝置也是夾具的主要組成部分之一，其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。根據(jù)夾緊力的方向應(yīng)朝向主要限位面以及作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)的原則。這里采用壓板固定工件，如圖3 所示。鉸鏈壓板的兩個弧形面的曲率半徑應(yīng)大于工件的最大半徑。因?yàn)榕坎皇呛艽螅@里采用手動夾緊。下面那端為螺紋端，上面那端可通過內(nèi)六角扳手轉(zhuǎn)動對夾具進(jìn)行裝夾。

      （3）對刀方案的設(shè)計(jì)。鍵槽銑刀需兩個方向?qū)Φ叮蕬?yīng)采用側(cè)裝直角對刀塊。由于兩銑刀的直徑相等，鍵槽深度由兩工位V 形塊定位高度之差保證。兩銑刀的距離150mm 則由兩銑刀鍵的軸套長度確定。因此，只需設(shè)置一個對刀塊即能滿足鍵槽的加工要求，如圖4 所示。

      （4）總體結(jié)構(gòu)。如圖5 所示為夾具體，它是夾具的基本骨架，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。定位元件、夾緊裝置等分別分布在夾具的不同位置。

      夾具體底面應(yīng)設(shè)置定位鍵，兩定位鍵的側(cè)面應(yīng)與V 形塊的對稱面平行。這里使用梯形槽螺釘即可將夾具固定在機(jī)床工作臺上。

      結(jié)語

      本文設(shè)計(jì)思路比較簡單，利用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和原則。步驟先定位再夾緊方案，最后把各元素集中在夾具體上，形成最終的銑床專用夾具。