帶有雙斜面壓板的快速夾緊多工位專用夾具設(shè)計(jì)

2012-10-23 05:50:58余冠洲余蔚荔

制造技術(shù)與機(jī)床 2012年7期

余冠洲余蔚荔

（①?gòu)V東工業(yè)大學(xué)，廣東廣州510006;②廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州 510515）

1 零件及加工要求

如圖1所示的某特殊刀柄，屬于半成品，接到工件時(shí)已基本成型，需要加工的是刀柄前端的A面和B面，以及A面和B面上的兩條細(xì)凹槽，批量生產(chǎn)，加工數(shù)量1萬件。

對(duì)于這個(gè)加工件而言，采用數(shù)控加工，工作量并不大，但是遇到以下幾個(gè)難點(diǎn):①工件需要正反面加工，如果按照常規(guī)加工方式:正面裝夾一個(gè)工件并加工→反面裝夾該工件并加工，則裝卸工件的輔助時(shí)間過多，加工效率低下，也不能發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì);②該工件需要保證A、B面間的距離尺寸2.29±0.05 mm，以及A、B面上兩條分別具有的細(xì)凹槽在槽深方向的距離尺寸1.40±0.08 mm 與1.07±0.08 mm（臺(tái)階式凹槽），臺(tái)階處斜面夾角60°，凹槽寬度0.53±0.05 mm，精度要求較高，因此對(duì)夾具的要求更高;③雖然對(duì)凹槽的精度要求較高，但可用于定位和夾緊的C面和D面間的尺寸7.98 mm的精度也只是±0.05 mm（接受該工件時(shí)，該尺寸已加工完成），按照定位精度應(yīng)是加工精度的1/3～1/5的要求，顯然從一開始就難以保證工件的加工要求了。

2 帶雙斜面壓板的多工位專用夾具設(shè)計(jì)

為提高加工效率，決定采用多工位專用夾具，夾具結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)包含夾具體、雙斜面壓板和螺釘3個(gè)元件。這個(gè)夾具可以一次性裝夾12個(gè)工件，實(shí)現(xiàn)批量裝夾和批量數(shù)控加工。12個(gè)工件依靠12個(gè)通槽的底面和側(cè)面進(jìn)行定位，每?jī)蓚€(gè)工件的上方有一個(gè)壓板進(jìn)行壓緊。整個(gè)夾具體用虎鉗定位夾緊在機(jī)床工作臺(tái)上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作調(diào)整方便，實(shí)用。

壓板作為主要的壓緊元件，要求壓緊可靠，操作簡(jiǎn)便。如果采用普通的平板式壓板，則會(huì)使裝卸工件的工作量較大，因此這里設(shè)計(jì)了雙斜面壓板，如圖3所示。壓板的中間部分是M5×15的安裝沉頭螺釘孔，依靠螺釘限制壓板的位置，并對(duì)壓板產(chǎn)生一定的旋緊力。壓板底面兩側(cè)分別具有相反方向的兩個(gè)斜面，斜面沿長(zhǎng)度為12 mm的方向上，具有1/12的斜率。當(dāng)壓板沒有壓緊工件時(shí)，由螺釘限制而處于略為旋緊狀態(tài)。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓板，則在斜面的斜楔作用下，將工件逐步壓緊。這種夾緊方式既能夠保證夾緊力的大小，又使夾緊操作簡(jiǎn)單易行，節(jié)約了加工輔助時(shí)間，且該壓板容易加工，成本較低。

這里夾具體通槽的高度尺寸取為7.78 mm，而不是工件C、D面間的尺寸高度7.98±0.05 mm，是為防止該尺寸出現(xiàn)負(fù)偏差時(shí)，壓板難以?shī)A緊刀柄。

3 確定和驗(yàn)算工件加工精度

在這個(gè)夾具方案中，最大的難點(diǎn)是如何保證工件最后的加工精度。由于工件是多工位裝夾，而用于定位夾緊的7.98±0.05 mm尺寸相對(duì)于加工尺寸精度來說，精度過低，數(shù)控加工時(shí)，又不可能每加工一個(gè)工件就對(duì)刀一次，且工件需要正反兩次裝夾加工后保證凹槽的距離尺寸和精度。所以必須確定和驗(yàn)算最后的加工精度。

為提高工件7.98 mm尺寸的實(shí)際精度，減少對(duì)后續(xù)加工精度的影響，首先對(duì)該尺寸進(jìn)行初檢分類，以正偏差7.98+0.050mm為一類，負(fù)偏差7.980－0.05mm為一類。這里以正偏差7.98+0.050mm為例計(jì)算和確定工件本次各加工工序的精度。

刀柄需要正反兩次裝夾加工，正面加工時(shí)，以C面為定位基準(zhǔn)（圖1所示），壓板在D面一側(cè)壓緊，加工A面和A面上的凹槽;反面加工時(shí)，刀柄翻轉(zhuǎn)，以D面為定位基準(zhǔn)，加工B面和B面上的凹槽，保證A、B面間的距離為2.29±0.05 mm，保證上下凹槽之間的距離為1.40±0.08 mm和1.07±0.08 mm。因此可以得出圖4所示的第1尺寸鏈和圖5所示的第2尺寸鏈。在第1尺寸鏈中封閉環(huán)A0=1.40±0.08 mm（這里以該尺寸為例進(jìn)行計(jì)算，如以1.07±0.08 mm為例計(jì)算，將得到同樣的結(jié)果，此處略）是最后需要保證的距離尺寸，A2=A6，是凹槽的加工深度，A3和A5是定位基準(zhǔn)到加工表面A面和B面的尺寸，它的加工精度直接影響了凹槽的加工精度。