普通車床上加工方形零件夾具設(shè)計探析

摘要：社會的不斷發(fā)展和經(jīng)濟快速進(jìn)步，使得科技的力量越發(fā)強大。在機械加工當(dāng)中，數(shù)控機床的數(shù)量越來越多，有逐步取代普通機床的主要地位的趨勢。但是普通機床加工是數(shù)控機床加工的基礎(chǔ)，眾多中小型企業(yè)采用的依然是普通機床加工，因此普通機床加工是加工人員必須掌握的基礎(chǔ)內(nèi)容。本文從普通車床上加工方形零件夾具方面進(jìn)行分析，希望能夠給相關(guān)工作人員一些啟發(fā)和思考。

關(guān)鍵詞：普通車床；方形零件夾具；設(shè)計

在機械加工領(lǐng)域，數(shù)控機床漸漸取代了普通機床的主導(dǎo)地位，因為其具有高效、可控等特性。但是，我們依然不能徹底摒棄普通車床的學(xué)習(xí)研究，因為它是數(shù)控機床發(fā)展的基礎(chǔ)，可以有效培養(yǎng)工作人員的相關(guān)專業(yè)技術(shù)素質(zhì)。本文是對普通車床加工方形零件夾具進(jìn)行分析，該加工方形工件夾具，是根據(jù)日常生產(chǎn)需要而制作的。它主要是利用車床自身的固有條件安置和加工的，因而在其它設(shè)備條件并不齊全的情況下，越發(fā)能顯示其特有的優(yōu)越性。該加工方形零件夾具，繪聲結(jié)構(gòu)較簡單，操作容易，很便于安裝。在車床上能加工偏方，三方，四、六方等多連形非標(biāo)準(zhǔn)件，同時對操作人員技術(shù)要求不是很高，便于實際操作應(yīng)用和推廣，通過實踐證明，該車方形零件夾具比銑床加工同一產(chǎn)品時，可顯著提高工效4～5倍。

一、方形零件夾具設(shè)計的必要

在機械加工過程中，為了能夠保證工件的加工精準(zhǔn)度，使之相對于機床、刀具占有稍確定的位置，并能迅速可靠地夾緊各種工件，以接受加工或檢測的工藝裝備稱為機床夾具，簡稱夾具。夾具設(shè)計中主要要基于夾具的特點，從夾具體、定位元件、夾緊裝置、聯(lián)接元件、對刀或?qū)蛟⑵渌b置或元件以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其他聯(lián)接元件中設(shè)計。

在平時的機械加工工作中，經(jīng)常會遇到方形零件的加工，這些零件若用銑床加工，生產(chǎn)效率較低，加工不方便。方形零件夾具是在機床上用以定位裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于刀具或機床有一個相對正確的位置，保證加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、擴大機床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全，因此，方形零件夾具在機械制造中占有很重要的地位。隨著現(xiàn)代機械加工技藝的日趨完善和各種高精數(shù)控加工機床的出現(xiàn)，這要求與之配套的機床附件更加精確與可靠，而方形零件夾具的性能直接影響加工工件的安裝、定位及制造精度。因此，良好的方形零件夾具設(shè)計是保證高精度機床加工的前提條件。

二、普通車床加工方形零件夾具設(shè)計要求

1.高效、高精。為了提高機床的加工精度，機床夾具應(yīng)具有較高的定位安裝精度和轉(zhuǎn)位、定位精度。工件在夾具的定位實際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機床上的定位兩個方面。夾具設(shè)計不但要保證加工精度、擴大機床的使用范圍、提高勞動生產(chǎn)率，而且應(yīng)該有良好的機動性和安全可靠性，保證生產(chǎn)安全。

2.模塊、組合。夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)，利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)能、節(jié)材，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD/CAM、CAXA、Pro＼E等技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。模塊化夾具與組合夾具之間有許多共同點。它們都具有方形、矩形和圓形基礎(chǔ)件，在基礎(chǔ)件表面有坐標(biāo)孔系。兩種夾具的不同點是組合夾具的萬能性好，標(biāo)準(zhǔn)化程度高；而模塊化夾具則為非標(biāo)準(zhǔn)的，一般是為本企業(yè)產(chǎn)品工件的加工需要而設(shè)計的。

3.通用、經(jīng)濟。夾具設(shè)計要大力提倡標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用性設(shè)計，這樣，才能提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期，降低設(shè)計成本，提高其設(shè)計制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產(chǎn)率得到提高。

三、普通機床加工形零件夾具的特點

1.一機多用。在設(shè)備不齊全，專業(yè)技術(shù)人員缺少的情況下，可直接加工方形工件一次而成。

2.方形零件夾具結(jié)構(gòu)簡單、容易操作，對操作人員的技術(shù)水平要求不高，便于使用。

3.方形零件夾具生產(chǎn)效率高。可在加工M36以下的各種螺絲和螺母的六方面（對角長63.5mm ）或加工邊長為3O～的扁和四方等。當(dāng)車床上使用此裝置加工M12的六角螺栓和螺母的方頭時，它可比銑床加工提高工效4～5倍。

四、工作原理

使用時可將此裝置的底座1O固定在車床的中拖板上，將車床小拖板取下來，同時將卞動齒輪軸2直接安裝在床頭箱卞軸錐孔內(nèi)，另一端用車床后頂尖頂位。動力經(jīng)床頭箱主軸傳到齒輪軸（漸開線花鍵軸、Z：lq）再通過中間齒輪5帶動雙聯(lián)齒輪9（Z= 54：Z= 36），由此可分別得到1= 1/3或1= l/2的減速比、工件再由裝在從動軸2l上的卡盤22驅(qū)動、刀盤l安裝在床頭箱的主軸上，并開有六條裝刀槽。

工作時，工件和刀具都作同方向的不等速旋轉(zhuǎn)運動，利用線由點組成的幾何原理，在車床上改變原來車刀和工件相對運動的軌跡、車刀不移動、進(jìn)刀和走刀的動作由車床的拖板通過移動工件來完成，這種加工方法的不足是工件表面稍有弧形，但是對緊固件而言，不會影響其使用。車方形工件夾具的構(gòu)造和安排情況如下圖所示。

1.刀盤2.主動輪3.介輪4.從動輪5.工件6.工件夾具7.夾緊油缸8.進(jìn)給油缸

五、使用方法

l.車方夾具的安裝、使用。將車床刀架卸下，利用車床刀架回轉(zhuǎn)盤的緊固螺栓，將此夾具固定在中拖板上，工作完后即可折除。安裝刀盤中Zoomm 左右自制時，可先折下原來車床上的卡盤，然后將刀盤裝在床頭箱主軸上。

2.刀具的選用和安裝。刀具材料選用YTS硬質(zhì)合金、刀桿材料45#鋼，同時使用兩把以上的刀具時，每把刀具的幾何形狀均需相同。裝刀數(shù)量可根據(jù)多邊形數(shù)和所選用的減速比來確定。計算方法如下：裝刀二多邊形邊數(shù)X 減數(shù)比常加工多邊形工件刀數(shù)量表：

安裝兩把以上刀具時，每把刀伸出刀盤的長度一定要相等，刀尖要在同一圓周上、刀具之間的夾角也要相等，否則就加工不出規(guī)則的正多邊形。

3.調(diào)速減速比。速比的改變是通過調(diào)整掛輪來實現(xiàn)的，調(diào)整時只要改變中間齒輪軸與卞、從動軸之間的相對位置，使中間齒輪分別與雙聯(lián)齒輪的大、小齒輪相結(jié)合，便可得到兩種不同的速比。

4.工件加工尺寸的控制。這可以通過調(diào)整從動軸和主動軸的相對位置（中心距）來實現(xiàn)，方法是先松開掛輪板，搖動中拖極、改變兩軸中心距、并使加工面與車刀保持適應(yīng)位置，這樣就可獲得加工不同尺寸的工件。

（作者單位：廣東省嶺南工商第一技師學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

[2]劉志翎.預(yù)塑螺桿加工專用機床的傳動系統(tǒng)設(shè)計[C].2005晉冀魯豫蒙鄂滬云貴川甘湘十二省區(qū)市機械工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集，2005.

[3]趙本棻，應(yīng)忠根.偏心換向反刮孔口平面工具在流水線上的應(yīng)用[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2000（1）.

[4]呂冰海，袁巨龍，常敏，趙文宏，潘峰.超精密修正環(huán)型平面拋光機運動特性的分析[C].制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學(xué)會年會論文集，2002.

[5]胡建新.機床夾具[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2001.

[6]梁國勝.談?wù)勗谄胀ㄜ嚧仓型习迳霞友b后刀架在生產(chǎn)中的應(yīng)用[C].綠色制造與低碳經(jīng)濟——2010年海南省機械工程學(xué)會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機械工程科技學(xué)術(shù)報告會論文集，2010.

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