典型異形零件在機械加工中的裝夾方案研究

鐘璞，孫國慶

（常州紡織服裝職業技術學院，江蘇 常州 213164）

在常見的機械加工中，異形零件的裝夾一直是影響零件質量的最主要因素之一。異形零件通常是不規則的，不可以使用通用夾具對其進行裝夾與定位。經過長時間的實踐與探索，我們逐步積累了一定的經驗與技巧。本文將對幾種常見的典型異形零件進行裝夾方案研究，并闡述了可行的解決方案。

1 三角翼零件的裝夾方案

裝夾難點：該類異形零件毛坯一般為板材，但由于結構不規整，通常在銑床上加工時需要用壓板對其進行固定，每次裝夾繁瑣，產量、質量都很難保證。如圖1所示。

圖1 三角翼零件

解決方案：

（1）在整塊板材上重新設計零件的數量，從而提高產品產量，如圖2所示，分為了2個三角翼零件。類似的零件，根據情況和機床行程，一般盡可能設計為零件數量的最大值，最常見的是異形墊片、異形鑲塊等，通常會使用激光切割、沖床加工、銑削、線切割等方法從1個板材上一次加工出幾十個零件。如圖3所示。

（2）如果底面為平面且必須在銑床上加工時，一般可采用膠水把整塊板材粘在床身上，加工完所有零件后（零件底面留0.1mm余量），最后用刀片取下各個零件。

圖2 二合一三角翼

圖3 異形墊片

2 空調渦旋動盤零件的裝夾方案

裝夾難點：該零件一般為鑄件，由于存在鑄造誤差以及需要多次裝夾的原因，在批量零件生產時，裝夾難度大，相對位置公差無法保證。如圖4所示。

圖4 空調渦旋動盤

解決方案：此類零件通常會設計一些專用的工裝對其進行裝夾，如圖5所示為一個氣動專用工裝，裝夾時間僅為3s，并且由于兩銷定位設計，其相應的各個形位公差，都得到了較好的保證。

圖5 氣動專用工裝

3 曲面類異形件的裝夾方案

通常該類零件，我們可以通過設計輔助支撐來解決。首先通過避開支撐桿、支撐架進行切削加工（支撐桿設計直徑、寬度盡可能小），然后根據具體情況手動鋸下或切削下支撐桿，再進行支撐桿斷點處的修復。如圖6、7所示。

圖6 剃須刀模型加工

圖7 電機模型加工

4 圓周不規則零件的裝夾方案

（1）圓周類不規則零件，最佳的方法是選有四軸（或多軸）數控機床對其進行切削，切削表面質量好，效率高。類似裝夾如圖8如示。

圖8 四軸數控轉臺

（2）在不具備多軸數控機床或有些特殊場合，我們還可以選擇手動分度盤，通過把零件圓周方向分為多個不同度數的區域，然后使用三軸數控銑床等設備進行切削加工。具體案例如圖9所示。

5 吸式工裝裝夾方案

圖9 不規則軋輥三軸銑裝夾方案

在通常情況下，吸式工裝一般是加工薄板或者底面平整的零件，但在實際生產中研究發現，在一些不規則異形零件的加工中可利用設計輔助壓塊，配合吸盤使用，特別是在一些切削力要求不是很高的場合。常用的吸式工裝分為真空吸式底盤和磁力吸式臺面。

5.1 真空吸式裝夾

對于非鐵質材料的輔助壓條，可選用真空吸盤式的夾具對其進行固定。如圖10所示。

圖10 真空吸式夾具

5.2 磁力吸式裝夾

磁力吸式臺面適用于各種鐵質材料的壓條如圖11所示。

圖11 磁力吸式臺面

6 結語

本實驗室長期對異形不規則零件進行切削加工研究，文中列舉了幾種有代表意義異形件的加工方法，其中各零件的裝夾方案均是通過實驗所得，在實驗加工中均得到了滿意的加工效果，證明其是切實有效的，方案是可行的。