數控車床與夾具連接結構的改進

張宏昆 徐勝軍 孫巖

摘 要：在機械加工企業中，數控車床占有一定的比例。在數控車床上加工零件，需要夾具來保證加工零件的精度。因此，夾具和數控車床的連接需要保證強度和精度。對于企業中夾具和數控車床連接的老結構存在的問題，進行分析和改進。

關鍵詞：數控車床；夾具；法蘭盤；連接結構；定位；精度

中圖分類號： TG519.1 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）21-191-2

1 公司機械加工現狀

公司前身是國家建國初期建設的老工業。剛入職的時候還看到現場布局多臺普通車床，隨著工藝改進，基本都被數控車床所替代。因此降低了勞動者的勞動強度和保證了零件加工的質量。對車間的加工設備的類型和數量進行統計，不難發現數控車床將近占設備數量的一半。說明公司零件加工大部分采用數控車床完成，零件加工工序內容分散。也存在機床費用的原因（一臺數控車床20-30萬，一臺立式加工中心120-150萬），致使數控車床占有的比例如此之高。（如圖1）

2 數控機床相配夾具存在問題

夾具與數控車床主軸采用過度法蘭盤鏈接，保證夾具的設計回轉中心和機床主軸的回轉中心重合。法蘭的結構如圖2：

圖示2端和機床主軸配合，保證圖示2的錐孔和斷面與主軸錐面和斷面均接觸。因此法蘭安裝需要經過多次紅丹粉錐面試配和端面塞尺測量距離檢查配合。最佳的配合狀態：錐面接觸裝上后，端面的距離在0.04-0.06mm。螺釘壓緊后，由于變形使法蘭端面和主軸端面接觸。

圖示1端與夾具配合。法蘭和主軸配合完成后，車圖示1端外圓，保證與夾具的定位孔形成精密配合。因此，完成一套夾具的調試，需要完成圖示1和2端的配合加工。

由于加工的零件結構相似，品種多樣化。一條零件加工線需要兼顧幾種零件的加工。因此需要經常更換夾具達到更換產品。每套夾具都需要對應一個法蘭盤，更換拆裝夾具的時候連帶法蘭一起拆卸。采用這種結構連接，每套夾具需要有相對應的法蘭。這樣增加了夾具的制造成本。經常拆卸夾具法蘭盤，會造成基準定位的磨損，影響重裝精度。每次夾具更換完成后，精度達不到零件的加工要求，需要進行二次精度的調整（主要調整零件的定位芯軸）。這樣增加了夾具調試的時間，造成時間浪費。

3 結構改進

圖示4端與主軸連接，以前的方式進行試配。唯一

不同的：法蘭盤上增加兩個銷子孔（圖示2），法蘭盤和夾具連接利

用“一面兩銷”的定位原理。依靠圖示1面和圖示2兩個銷子定位連接夾具，達到主軸和夾具的回轉中心重合，進而保證裝夾零件加工精度。與夾具連接的時候，為了避免圖示3外圓的配合間隙過小，出現過定位的現象。外圓的尺寸比相對應夾具相對應配合孔的尺寸小0.15-0.25mm。

采用這種結構連接，每臺數控車床只需固定安裝一個法蘭盤，與本序連接的所有夾具統一做成相配的結構尺寸。實現一個法蘭盤對應多個夾具連接定位。

4 改進的效果

①每臺機床只需配裝一個法蘭盤。不論連接的夾具多少套，只要保證與法蘭盤相對應的連接結構尺寸，都能在本序安裝。因此，減少了法蘭盤的數量，減少了法蘭盤的配裝次數，降低了夾具制造成本。

②小孔軸配合裝配比大孔軸配合裝夾容易，夾具拆裝更換方便快捷，減少浪費時間。

③對于相同的配合精度等級，小孔的公差帶比大孔的公差帶小，定位更可靠。保證夾具更換后的機床加工的精度。

5 結束語

在大部分的機械加工企業中，數控車床占有很大的比例，并且加工產品品種多樣化。在數控車床上加工多品種的零件，需要配套的夾具保證加工零件的精度。改進后的結構，正好滿足了夾具與機床連接強度和精度要求。

參 考 文 獻

[1] 侯遠濱.數控機床全自動夾緊系統的設計[D].哈爾濱工程大學，2007.

[2] 張吉悅.自動夾取型車床進給系統關鍵技術研究[D].沈陽工業大學，2014.

[3] 李華龍.數控車床研制及其進給剛度誤差源的一種加工補償技術[D].哈爾濱工業大學，2012.

[4] 陳艷芬.數控加工機械零件中的專用夾具設計研究[J].中國高新技術企業，2016，16：25-26.