銑床上加工多孔專用夾具的設計與研究

黎佳妮 鄒新

摘要：設計的銑床上加工多孔專用夾具主要針對在銑床上加工薄壁盤形且多孔零件，對其形狀和裝夾問題進行詳細的分析與說明，該夾具能夠保證零件的加工精度和剛度要求。此銑床專用夾具根據零件本身結構特點給出了合理的裝夾定位方案、合適的精度尺寸、公差配合和裝夾技術要求，并進行相關的精度計算分析。通過圖紙和裝配圖對它的結構做出系統的論述，該專用夾具的操作簡便，省力、安全可靠，并具有良好的經濟性。

關鍵詞：工件在夾具中的定位選擇;結構分析;裝夾和技術分析

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.05.091

1前言

為了適應機械行業發展，機械加工對生產效率和裝夾夾具提出更高的要求。現在很多工廠都認識到夾具與操作加工的組合對提高生產力起到重要的作用。只有通過使用刀具和夾具定位才使制造有互換性的零件成為可能性。即簡化了操作步驟，也為大量生產和發展準備了必不可少條件。

2銑床上加工多孔專用夾具適用范圍

該零件是不便于利用常規方法加工。工件必須是圓盤形帶有通孔，且周邊分布多孔類銑床加工零件。零件的精度要求高，但零件的硬度要求偏低的薄壁型零件。該夾具是以工廠加工特殊零件在裝夾加工中存在的問題和原因。提出相應的解決方案和策略。使學生把理論與實踐結合起來，旨在能幫助工廠在加工特殊零件時使用專用夾具提高生產效率節約成本。

3夾具的研究技術路線和定位方式的選擇

3.1工件定位方式的選擇

在對零件進行加工工藝設計時，工人會根據零件的加工要求和特點選擇合適的工序和加工定位起點，確定好加工定位起點后，并保證各個自由度在可控制范圍之內，并把尺寸標注在工序簡圖上。任何夾具設計，其首要任務是選擇和設計相對應的定位元件來滿足加工零件的定位精度。為了便于分析說明，該出引入“定位基準”的概念。當工件以旋轉的面（如圓和孔等）定位時，稱它的旋轉軸線為定位基準線，而旋轉面本身則稱為定位基準面。工件在夾具上進行定位時，定位基準與定位元件必須要與定位作用的表面接觸，才能保證其定位精度完成加工。

在銑床上加工多孔專用夾具采用調整墊和緊固螺桿配合以及定位螺絲的配合調整工件的位置以達到工件加工的要求。

在夾具裝夾過程中輔助支承并不起定位作用，一般是用來提高零件的裝夾剛度和它的穩定性。該夾具設計的任務首先是選擇和設計相應的定位元件來確定定位方式，以保證在加工時工件的精度。夾具體須將其定位元件、導向機構、夾緊裝置三個連為一體，才能保證在機床上的安裝精度，采用鑄造夾具體的銑床夾具。其安裝方便穩定好，剛度好。

3.2根據工件定位的基本原理確定夾具的定位方式

定位方式有很多種，如：六點定則。工件定位時，用合理分布的六個支承點與零件的定位基準相互接觸來限制工件的六個自由度，使零件的位置完全確定。根據其特點，銑床上加工多孔專用夾具選擇通過定位螺絲定位，工件通過壓緊蓋的三角位置來回上下移動，控制不同厚度的加工工件達到夾緊定位目的。對壓緊螺母和彈簧墊圈的移動控制工件的自由度，再通過墊圈的調整和定位螺絲緊固使之達到工件定位的穩定性，定位精度可達0.01mm。當工件放入所設計的平面內，裝好壓蓋后通過緊固螺絲壓緊，已達到加工工件的目的，完成工件定位，如圖1所示。

4銑床上加工多孔夾具的具體要求

4.1保證零件的加工精度

設計的專用夾具必須要有合理的加工定位方案，合理的加工尺寸和各項技術要求，對其精度進行分析和計算，保證夾具能滿足設計的各項加工要求。一般通過結構分析和強度計算達到。

4.2提高機械加工生產效率

專用夾具的設計復雜程度必需與工件的生產要求相結合。要根據零件生產批次的大小選用不同的夾緊裝置，以減少輔助時間，提高機械工件的生產效率。本夾具采用墊圈的調整和定位螺絲定位使它定位比較準確，在加工過程中不會出現松動，從而提高它的生產效率。

4.3良好的使用性好

專用夾具的操作應簡便，省力，安全可靠，排削應方便，必要時可設置排削結構。因為本專用夾具是銑多孔夾具，所以一般不需要排削裝置，也能達到實用性能。

4.4良好的經濟性

專用夾具一般結構都比較簡單，標準化程度比較高，成本較低，還要根據生產要求對夾具設計方案進行必要的經濟性能分析，以保證夾具在生產中的經濟效益。此夾具的夾具體是由鑄鐵做成，比較符合它的經濟性要求。

5夾具結構分析

下面通過圖2具體分析夾具的結構：

如圖2所示，在銑床上裝夾夾具的定位方式完全同銑床夾具。此工序需在夾具體和壓蓋上鉆φ20的孔。滿足以下要求：緊固螺桿3必須穿過壓蓋2和工件4到底座1的位置。工件材料為Q235A鋼，產量N=1件，需設計孔為15-φ5的專用夾具。

底座1裝夾定位在銑床上，在底座1上放好調整墊片。把加工工件4與壓蓋2保持在一個平面，并保證它三個方向的自由度來完成工件加工精度要求0.01mm。并手動放入定位螺絲3與工件4的銷孔內（工件銷孔為上下可調節的，尺寸為上下各2mm）內。通過調節墊片2高度的調整來完成工件夾緊。當工件在壓緊時必須要保證緊固螺母、墊片、工件和定位螺絲的過盈配合才能實現夾具定位。

本夾具是由緊固螺桿調節以達到夾緊的目的，所以我們選擇了φ20mm的通用螺桿和彈簧墊片與夾具主體配合滿足我們的夾緊要求。

6保證各項加工精度

6.1夾具安裝過程中產生的安裝誤差△A

精度儲備量Jc的大小還表示了夾具使用壽命的長短，當Jc≥0時，夾具能滿足工件的加工要求，夾具總圖上各項公差δT確定的合理性。

6.2夾具誤差△Z

影響平行度的制造誤差是調整墊與工件度（0.03mm） ，所以△Z=0.03mm，在基準面要保持一定的平行度。

6.3加工方法產生誤差△G

因機床本身的誤差，刀具的誤差，刀具與機床的位置誤差，加工過程受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，影響該項誤差因素很多，又不方便于計算，所以設計師根據經驗為它留出公差的1/3。

6.4保證加工精度的條件

零件總的加工誤差Σ△為各項誤差之和，因此工件加工精度的條件是Σ△≤Δk 即工件的總加工公差δk。為保證夾具壽命能在設定范圍內，為防止因磨損過大而過早報廢，需留出一定的精度儲備量Jc。因此將上式改寫為：具中加工時，Σ△=δK-δ△≥0，當Jc≥0時，夾具能滿足工件的加工各項要求。

7工件在夾具中設定夾緊裝置

7.1夾具中夾緊裝置的組成

夾緊裝置有很多種類，但其結構均由兩部分組成。夾緊力一是靠人;二是機械裝置所產生的力。經常使用的動力裝置有：電動、氣動、液壓、氣—液聯動裝置和真空裝置等等。另外由于手動夾具的夾緊力來自人力，所以它沒有氣動裝置。

7.2夾緊部分

（1）接受原始作用力的機構。（2）中間遞力機構。（3）夾緊元件。

銑多孔夾具采用是夾緊元件直接夾緊， 在不破壞工件定位精度，并保證加工質量的為前提，要使夾緊裝置做到：夾緊力的大小合適，既要保證工件在整個加工過程中其位置穩定不產生變動，又要使工件不因為夾緊力過大而產生夾緊變形。使用性能好，夾緊裝置的操作比較方便、安全、省力。

8結束語

綜上所述，銑床上加工多孔專用夾具的設計與研究是在銑弧形面結構設計夾具的基礎上對此前夾具的重點與難點和不足做了更加詳細的分析，本夾具在原有夾具基礎上對螺桿作中間傳力元件的夾緊機構時、定位夾緊可靠、實用性能好。其螺旋升角不大，螺旋定位夾緊機構的自鎖性能和可操作性能好，夾緊力和夾緊行程都符合設計要求，是手動專用夾具上最常用的一種設計方法，該設計對其它同類專用夾具設計具有一定的參考價值。

參考文獻

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