錐面銑槽定位夾具設計和應用

摘 要：本文介紹根據零件的結構形狀、工藝特點，設計的一套在圓錐面上加工鍵槽的夾具。夾具結構簡單，加工容易，并能保證零件的加工精度，生產效率高。

關鍵詞：圓錐面 鍵槽 夾具

待加工零件如圖1所示，材料為45號鋼，為中小批量生產。經工藝分析，該零件的主要加工難度是要在圓錐面上利用數控銑床加工出一個長20mm寬8mm深5mm的鍵槽。加工這一鍵槽如果沒有相應的輔助夾具，無法直接加工，不能滿足批量生產的需要。因此，筆者自行設計了一套錐面銑槽定位夾具，并用于生產，取得了預期的效果。

一、夾具的設計

1.工藝性分析

零件毛坯大小為直徑φ68mm、長為36mm的圓柱體，材質為45號鋼。其中上半部分為圓錐形，如圖2所示。φ16mm、φ10mm孔已經在前道工序完成加工，筆者主要探討通過專用夾具設計，準確、快速地完成零件圓錐面上U形鍵槽的銑削加工。

2.夾具設計構想

由于是在錐面上加工鍵槽，需要設計出一套加工該鍵槽的專用夾具。零件以前道工序加工的φ16mm孔為中心定位，在此處裝上φ16mm的心軸（采用過渡配合，無間隙），與底座連成一體，這樣可以限制零件沿夾具錐面上下滑動的自由度。φ16mm孔、φ10mm孔與鍵槽之間都有位置關系，為了確保在加工鍵槽時，零件不產生位移，我們以φ16mm孔定位，但是如果直接用壓板將零件壓緊在夾具體上，每次裝夾更換零件的時候比較麻煩，而且加工過程中刀具會與夾具螺釘產生干涉。因此，針對這種情況，我們直接通過φ10mm孔定位，裝上M8的固定螺釘，使零件與底座緊固在一起，限制零件沿夾具錐面垂直方向的自由度，這樣不但能保證加工精度，而且裝夾和拆卸方便。

3.夾具的設計裝配圖

夾具由底座、心軸、緊定螺釘等組成。底座材料采用45號鋼（見圖2）。為了方便整套夾具安裝固定在工作臺上，在底座的頂部兩側開兩條壓板槽如圖3所示。在工件頂部直接通過φ10mm的通孔，裝上M8的固定螺釘，使零件與底座緊固在一起，限制了零件沿夾具錐面垂直方向的自由度。這樣不但能保證加工精度，而且裝夾和拆卸方便，減小了在加工過程中由于受銑削垂直方向作用力而產生的振動。

二、夾具的加工

夾具的加工工序如下（參考圖3）。

第一步：粗、精銑夾具底座其中一個面，作為夾具的下底面；

第二步：以精銑后的下底面為基準，粗、精銑夾具底座上表面和兩個壓板槽；

第三步：粗、精銑夾具兩側面方槽（保證與固定塊配合松緊適中，無松動間隙），并粗、精加工方槽和螺釘1、2的螺釘孔；

第四步：粗、精銑削固定板，粗、精加工固定板上的3個M8螺釘孔（用絲錐攻）；

第五步：粗、精加工固定螺釘，螺釘上半部分用板牙套M8螺紋，下半部分為6mm的光桿（形狀類似于車床刀架上的壓緊螺釘）。

三、夾具的應用和零件的加工

圓錐面上U形鍵槽的銑削加工的工藝過程如下。

第一步：將底座4校準后用壓板、螺釘將其固定在機床工作臺上；

第二步：將零件3配合心軸，再裝上緊固螺釘5、6將零件壓緊（裝配后見圖3）；

第三步：粗、精加工U形鍵槽；

第四步：加工完后，將緊固螺釘5、6取下，就可以取出工件，完成零件的加工。

（作者單位：廣東省工商高級技工學校）