數(shù)控銑打機(jī)夾具設(shè)計(jì)原理介紹

我公司在一種工件錐孔加工工藝改進(jìn)時(shí)，為了提高錐孔加工工序加工精度及效率，加工設(shè)備由原來(lái)的通用機(jī)床加工升級(jí)為立式數(shù)控銑打機(jī)，加工工序由原來(lái)的多工序加工整合到一臺(tái)機(jī)床來(lái)完成。這樣需要對(duì)該工序加工夾具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)工件加工特點(diǎn)，擬采用一種全新的夾緊定位方式，在保證加工精度和加工效率的同時(shí)，綜合考慮品種之間的快換性。

工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝分析

汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)，屬于異型零件，錐孔相對(duì)于其他部位有位置要求，本身精度要求較高，大端尺寸φ36±0.025mm，涂色面積不低于75%。其錐孔加工內(nèi)容包括：①銑錐孔大口端面。②預(yù)鉆錐孔底孔。③粗鉸錐孔。④半精鉸錐孔。⑤精鉸錐孔。⑥(數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)180°)銑錐孔小口端面保證尺寸50±0.25mm等6個(gè)工步，加工工藝改進(jìn)前，該加工內(nèi)容由5臺(tái)設(shè)備分5個(gè)工序來(lái)進(jìn)行，生產(chǎn)效率較低、人員占用較多，且加工精度穩(wěn)定性差。為此擬采用數(shù)控銑打機(jī)對(duì)這5步加工內(nèi)容一次裝夾加工完成。

夾具設(shè)計(jì)思路分析

(1)由于加工設(shè)備采用立式數(shù)控銑打機(jī)，為了該工序加工的靈活性及自動(dòng)化水平故采用數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)加橋板的方式，夾緊方式采用液壓夾緊。

(2)根據(jù)工件的整體尺寸空間按同時(shí)加工兩件來(lái)設(shè)計(jì)，由于產(chǎn)品分左右，兩件同時(shí)放置可兼顧左右同時(shí)加工，以提高生產(chǎn)效率。

(3)根據(jù)工件加工設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來(lái)確定定位基準(zhǔn)，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)采用一種鎖緊彈套方式來(lái)對(duì)a處基準(zhǔn)進(jìn)行定位夾緊，b處平面基準(zhǔn)采用定位盤(pán)方式。

(4)c處基準(zhǔn)采用插拔定位心軸加U型定位槽設(shè)計(jì)，避免和b處定位基準(zhǔn)產(chǎn)生定位干涉。適當(dāng)提高工件主銷(xiāo)孔對(duì)稱度位置精度，盡可能縮小定位心軸與U型定位槽配合間隙，在進(jìn)行角向定位的同時(shí)，承受錐孔加工鉆、鉸產(chǎn)生的切削載荷。在加工過(guò)程中工件受到的切削力較大，這種定位方式在保證定位精度的同時(shí)，對(duì)工件起到較好的支撐夾緊作用，有效防止了工件受力變形和自激振動(dòng)，使切削過(guò)程平穩(wěn)，達(dá)到較高的加工精度。

3夾具結(jié)構(gòu)及各部件功能介紹

該夾具設(shè)計(jì)的實(shí)體三維圖和實(shí)體剖切圖，該夾具采用雙工位設(shè)計(jì)，同時(shí)裝夾兩個(gè)工件，夾緊定位采用液壓拉缸加鎖緊彈套設(shè)計(jì)，有效避免了轉(zhuǎn)角油缸壓爪對(duì)刀具加工路線產(chǎn)生的干涉。使用中具體安裝如圖4所示，其中U型定位卡槽在制作裝配時(shí)保證與定位心軸配合間隙為+0.05～+0.10mm、對(duì)稱度≤0.01mm，使該處配合在加工過(guò)程中對(duì)工件起到支撐定位作用，為了防止出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象，前道工序在加工時(shí)，保證工件c基準(zhǔn)與a基準(zhǔn)的對(duì)稱度≤0.04mm。鎖緊彈套起彈性定位、夾緊元件的作用，材質(zhì)為65Mn，熱處理。

1.工件　2.插拔式定位心軸　3.U型定位卡槽

4.橋板　5.定位盤(pán)　6.鎖緊彈套

7.液壓拉缸活塞　8.液壓拉缸缸體

4夾具操作及動(dòng)作流程

工件在放入夾具前，先將定位心軸穿入工件主銷(xiāo)孔中;然后將工件a定位基準(zhǔn)軸頸處放入鎖緊彈套中(由于液壓拉缸在原位處，這時(shí)鎖緊彈套處于回彈張開(kāi)狀態(tài))，定位心軸定位端放入U(xiǎn)型定位卡槽內(nèi)，同時(shí)工件b基準(zhǔn)在自重作用下附緊定位盤(pán);起動(dòng)機(jī)床夾具鎖緊按鈕，液壓拉缸動(dòng)作拉緊鎖緊彈套，由于彈套鎖緊時(shí)有自定心作用，對(duì)工件加工基準(zhǔn)a起到定位夾緊作用，同時(shí)彈套鎖緊時(shí)的軸向運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)工件緊緊貼在定位盤(pán)上，對(duì)工件起到定位夾緊作用。

5夾具使用及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)前工序應(yīng)當(dāng)保證c處定位基準(zhǔn)孔的加工精度，確保定位心軸。

(2)與c基準(zhǔn)孔的配合間隙，此處會(huì)影響工件周向定位精度。

(3)由于鎖緊彈套為開(kāi)口設(shè)計(jì)，在彈套上面應(yīng)增加防塵蓋，防止加工過(guò)程中產(chǎn)生的鐵屑落入彈套開(kāi)口中，致使彈套無(wú)法鎖緊，從而降低夾緊力和定位精度。

(4)液壓拉缸活塞直徑尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行拉緊力測(cè)算，拉緊力過(guò)大會(huì)將工件拉變形，拉緊力過(guò)小在加工過(guò)程中工件會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，影響加工精度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生損壞。

6、結(jié)語(yǔ)

(1)此夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，夾具制作簡(jiǎn)單，后期維護(hù)方便。

(2)定位基準(zhǔn)選擇準(zhǔn)確，保證了錐孔的位置精度。

(3)夾具夾持力穩(wěn)定，工件支撐合理，減少了加工過(guò)程中的變形和振動(dòng)。

(4)同類(lèi)工件產(chǎn)品切換快捷，有效避免了轉(zhuǎn)角油缸壓爪對(duì)工件或刀路產(chǎn)生的干涉。自?shī)A具應(yīng)用于批量工件生產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行較為穩(wěn)定，此夾具的設(shè)計(jì)理念對(duì)產(chǎn)品其他工序有一定的啟發(fā)作用。