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彎脖長軸的數(shù)控夾具設(shè)計

2014-7-3 來源：首都航天機(jī)械公司作者：馮憲冬毛京偉何凡鋒孫佳欣趙斌

0 引言

隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各類工業(yè)新產(chǎn)品層出不窮。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)作為國民工業(yè)的基礎(chǔ)，其產(chǎn)品更是日趨精密復(fù)雜，特別是在宇航、航海、軍事等領(lǐng)域所需的機(jī)械零件，精度要求更高和形狀更為復(fù)雜。普通數(shù)控機(jī)床難以勝任，即便是高精度的數(shù)控機(jī)床也得配上相應(yīng)的數(shù)控夾具方能滿足加工要求。本次設(shè)計以FANUC數(shù)控系統(tǒng)對數(shù)控加工中心進(jìn)行夾具設(shè)計及應(yīng)用。

1 零件結(jié)構(gòu)分析

從圖1可知，本零件主要由右端13 mm的長軸，左端由8 mm×8 mm的方以及一個帶15 °的圓弧面組成，主要加工部位是外圓長軸和另一端帶圓弧斜度與8 mm×8 mm方的一個連體，要求左端上表面與長軸右端面垂直。所有表面粗糙度為R a6.3 um，熱處理到HRC30~35，表面處理H.Y。

零件材料為鍛件，保證零件有足夠的強(qiáng)度、硬度和風(fēng)度，在外力的作用下，不致于發(fā)生意外事故。綜上所述，此零件在在加工時，先檢查零件是否有折皺、發(fā)紋、裂文、分層等缺陷，然后采用粗、精分開，基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合的原則，確保工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。

2 夾具的工作原理

根據(jù)工件的要求，加工25.5 mm的表面要與13 mm的端面垂直，為了達(dá)到此尺寸要求，特設(shè)計此三爪夾具工裝，見圖2。利用此夾具通過花盤安裝在數(shù)控加工中心四軸上，并且與主軸一起旋轉(zhuǎn)運動，進(jìn)行銑平面和端面。

三爪夾具由螺蓋、定位扳、定位塊、定位軸、卡爪，緊固用孔組成夾具體，定位基準(zhǔn)則用工件上的8 mm×8 mm的側(cè)面和13 mm的軸面為定位基準(zhǔn)。三爪夾具是把定位螺蓋和定位板利用三個螺孔和一個10H7/n6的銷孔用三內(nèi)六角螺釘聯(lián)結(jié)在一起，利用定位塊上的2- （50+0.012）mm 孔和2 個精制螺釘裝在定位板上， 8 mm 孔里放一個1×6×19的壓簧，把定位軸與定位塊和定位扳安裝在一起，把圓柱銷裝在定位塊上的小槽中，此安裝后通過壓簧使定位軸起到前后定位滑動作用，最后把卡爪安裝在花盤上[1]。

夾具裝在數(shù)控加工中心四軸上，與四軸一起旋轉(zhuǎn)，利用刀具起到切削作用，工件以左端側(cè)面（8mm×8 mm方）靠在定位軸一端60 °V型方向上并與定位螺蓋20端面靠緊，用卡盤扳手緊卡爪把工件另一端13 mm長軸進(jìn)行定心夾緊，這樣工件與主軸同心，且同軸度也好保證，然后用銑刀進(jìn)行上平面和右端面的加工，使它們相互垂直,見[附件]程序清單。

加工完一件零件之后，用卡盤扳手松開卡爪，再裝另一工件，定位軸60 °V型方向利用壓簧通過圓柱銷起到定向作用，這樣才能保證8 mm×8 mm方上表面與13 mm長軸端面垂直。

3 夾緊力計算

零件在切削加工過程中，由于受到切削力的作用，自身垂力有時還有自身垂力的離心力的作用，所以工件在定位后要保持工件在夾具中占有正確位置就要對其進(jìn)行夾緊，有了正確定位就要有正確夾緊才算完成夾緊的任務(wù)。

采用卡爪上13 mm孔對工件進(jìn)行定心夾緊，使在加工過程中保證工件既定位置不變和不發(fā)生擺動，尺寸能得于保證， 13 mm的光孔有效地防止夾傷工件。夾緊方式采用卡盤扳手，當(dāng)用卡盤扳手轉(zhuǎn)動小錐齒輪時，大錐齒輪也隨之轉(zhuǎn)動，在大錐齒輪背面平面螺紋的作用下，使三個爪同時向心移動或退出，以夾緊或松開工件，它的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、制造方便，因此在手動夾緊中廣泛應(yīng)用。

計算夾緊力，查《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊》