夾具液壓鎖緊輔助支撐設計

拜康力，陳宇飛

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710200）

引言

設計機床專用夾具過程中，經常會出現僅依靠固定支承板不能確保定位的精度要求和穩定性、切削力大到足以影響加工精度、工件剛性差及切削過程產生振動等情況。輔助支撐能夠用于增加定位穩定性，也可以用于增加工件的支承剛性或承受切削力，防止加工時受刀具切削力而變形，避免加工是發生振動，從而影響加工精度，因此在批量生產的各階段，尤其在粗加工和精加工階段得到廣泛運用。輔助支撐是在工件完全定位后才與工件接觸，鎖緊后的輔助支撐對工件產生如同固定墊塊一樣的支撐作用，向活塞運動的反方向對任何壓緊力或切削力提供反作用力，在不影響三點平面定位的情況下提供額外支撐點。液壓鎖緊輔助支撐常運用在液壓夾具中，其動作迅速、輔助時間短、支撐可靠。

設計時應注意以下幾點：

（1）支撐力須大于1.5倍以上的切削負荷；

（2）如果支撐柱塞桿上升速度過快，在支撐柱塞桿接觸工件時會產生反彈并在彈回的位置被抱緊，在支撐柱塞桿與工件之間產生間隙或形成沖擊，從而導致結構失效。應使用帶單向閥的流量調整閥（進油節流），將支撐柱塞桿動作時間調整至0.5～1秒左右。

下面介紹四種常見的液壓鎖緊輔助支撐結構。

1 實例1

這種結構中的壓力油的壓力可按下式確定：

式中：

p為壓力油壓強；

k為系數，取2～5，精加工時取小值，粗加工時取大值；

W 為支撐所受的軸向力，須大于1.5倍以上的切削負荷；

r 為夾緊套半徑；

l 為夾緊套長度；

μ 為夾緊套與支撐柱塞桿的摩擦系數。

圖1

其工作原理是：當工件定位、夾緊后經系統控制從油道通入壓力油，使活塞縮回，在連接臂、升起彈簧的共同作用力下，支撐柱塞桿上升，接觸到工件。接觸后活塞仍然到行程終端為止上升，升起彈簧力的負荷施加到工件上。而后從另一油道通入壓力油，使得薄壁夾緊套鎖緊支撐柱塞桿。加工結束后，給薄壁夾緊套側泄壓，取下工件，支撐柱塞桿通過連接臂在活塞伸出作用下回位。此結構中，支撐力的大小與薄壁夾緊套側的油壓、薄壁夾緊套尺寸、變形量等有關。所以支撐是否有效可靠，薄壁夾緊套的選擇尤為重要。

2 實例2

圖2

其與結構1不同的最大的不同是，將薄壁套改為標準的工件支撐器（如Pascal CST*中：*代表規格大小、代表中空型），根據工件支撐力的大小選擇合適的工件支撐器規格。工作原理與結構1基本類似：當工件定位、夾緊后經系統控制從油道通入壓力油，方型油缸中的活塞縮回，在連接臂、升起彈簧的共同作用力下，支撐柱塞桿上升接觸到工件，接觸后方型油缸中的活塞繼續縮回，到行程終端為止，升起彈簧力的負荷施加到工件上，而后從另一油道通入壓力油，使得工件支撐器中錐體活塞被下壓，鋼球推動錐形套對滑柱強力鎖緊。加工結束后，先對工件支撐器泄壓，取下工件，支撐柱塞桿通過連接臂和方型油缸活塞向下回位。

3 實例3

圖3

該結構利用標準的刀具輔件卡簧對工件進行鎖緊，與結構1、2不同的支撐柱塞桿一直處于升起狀態，具體工作原理：工件下降，接觸到在升起彈簧力作用下上升的帽蓋，并且工件在自重的作用下到支撐面為止，下壓支撐柱塞桿，升起彈簧力的負荷施加到工件上，經系統控制從油道通入壓力油，活塞上升，卡簧對支撐柱塞桿強力鎖緊。加工結束后，先對活塞中的壓力油泄壓，在回位彈簧的作用下，活塞向下縮回，鎖緊力消失，卸下工件，在升起彈簧的作用下，支撐柱塞桿升起。

4 實例4

圖4

該結構利用楔體進行鎖緊，鎖緊可靠，具體工作原理：當工件定位、夾緊后經系統控制從油道通入壓力油，活塞桿2上升，在升起彈簧力的作用下支撐柱塞桿上升，接觸到工件。接觸后活塞桿2仍然到行程終端為止上升，升起彈簧力的負荷施加到工件上。活塞桿2行程結束后，經系統控制從另一油道通入壓力油，活塞桿1推動楔體，使得楔體斜面與支撐柱塞桿斜面接觸，形成鎖緊。加工結束后，先對活塞桿1的壓力油泄壓，楔體與支撐柱塞桿脫離，再對活塞桿2的壓力油泄壓，卸下工件。

5 結束語

上述四種液壓輔助支撐都具有結構緊湊，操作方便，動作迅速，使用性強等優點，其性能在實際生產中已進行驗證，能夠滿足使用要求，值得推廣。

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