防止夾具中彈性柱銷在加工中位移

摘 要：夾具中常用彈性柱銷將工件壓緊在定位基準上，起定位的作用，在實際加工中，常因切削力過大，而使工件發生位移，即彈性柱銷也發生軸向位移。為了保證加工正常進行，可對夾具進行改造：在柱銷的垂直方向增設一壓力機構，從徑向鎖死柱銷，保證柱銷在彈簧力和摩擦力的聯合作用下，不發生軸向位移，起輔助夾緊作用。本文根據生產率的要求，提出兩個改進方案。

關鍵詞：夾具;彈性柱銷;加工

1 概述

工件在大批量零件生產中，利用夾具，可以保證零件的加工精度及生產效率。在夾具中，常常用彈性柱銷將工件壓在定位基準上，但不能起夾緊工件的作用，如圖1，其夾緊力大小直接由彈簧的彈力決定。但在實踐中往往由于切削力超過彈簧力造成工件移動，直接影響加工質量，甚至不能加工下去。為了保證加工，如果一味增加彈簧力，勢必造成夾具體積增大和工件裝卸困難，失去了原先柔性裝夾的初衷。

2 實際改造

為了解決這個問題，我們刻意對夾具進行改造，針對工件生產率的要求，采取不同的改進方案：

（1）在單件生產中，主要是保證零件的加工精度，生產效率第二位。此時，我們可做如下改進，如圖2，首先，仍由柱銷通過彈簧力將工件定位，只是在柱銷中部銑一槽，在夾具體的同一位置處徑向安裝一螺桿，通過旋轉把手，可將柱銷緊緊鎖住，這個鎖緊力是把手轉動的擰矩，旋轉螺紋而產生的軸向（鎮壓柱銷）力，使柱銷與夾具體產生的摩擦力，如圖3。

只有確定“F磨”，根據前面的公式，就可以計算出螺桿直徑和把手長度，當然也可以根據經驗決定，由于螺桿的螺紋升角一般都小于11°，都能自鎖，因此，在切削過程中，不需要擔心工件松動。

（2）在大批量生產中，通常是流水線生產方式，不僅要求保證零件加工精度，也要保證零件的加工節拍時間，這樣用手工鎖緊柱銷，勞動強度大且效率低，為此可對原夾具做如下改進：在夾具體上安裝一氣缸，推動楔銷從徑向鎖住彈性柱銷，起柔性定位，剛性防退的作用。在改造中注意幾個問題：

1）柱銷改制。彈性柱銷上要銑一鍵槽，用防轉螺釘保證柱銷位置不變，鍵槽長度與其楔面槽寬相對（如圖4）。楔面寬度≥楔面直徑 +彈性柱銷的工作行程，楔面槽的深度，要保證其強度和剛度，柱銷要淬火，耐磨。

2）氣缸的選擇。一般氣缸的活塞是差動式的，如果楔銷的斜面角度為自鎖角時，必須要用活塞無桿腔作退出用，因為在同壓力下，此腔產生的推力大于有桿腔，這給油缸返回帶來困難，如果改用不能自鎖斜面，及工作斜面角度大于摩擦系數決定的自鎖角度，油缸就容易推回。原因氣壓一般不超過0.7Mbar，氣缸大小由加工時P切決定;氣缸活塞桿和楔銷分開制造，二者有螺紋連接，柱銷直徑和活塞直徑相等，活塞行程不要過長，10MM即可;此外，柱銷和楔銷斜面均淬硬且接觸面不小于70%，制造時，楔銷與夾具孔是H7/h6配合，楔銷孔與柱銷孔要垂直。

3）氣缸控制。氣缸可由三位四通電磁閥控制，安裝工件時，一側電磁閥線圈通電，活塞推回，楔銷處于松開狀態;工件安裝后，彈簧銷壓緊工件，電磁閥另一側通電并持續加工全過程，氣缸推動楔銷鎖死彈簧銷，起防退作用;失電時，閥芯處于中位，氣缸停止，起安全作用。

3 結束語

由上可知，通過改進既保持了原夾具的柔性定位，剛性夾緊的作用，又可以保證工件的加工質量和生產效率。在改進中，我們注意利用摩擦這一現象，在工程上，要特別注意自鎖角度，手動方案中，就是利用單頭螺紋升角小于自鎖角而能處于自鎖狀態，保證加工，氣缸方案中，用楔角大于自鎖角，防止出現無桿腔大于推力將楔銷鎖死后，有桿腔的推力將無法將楔銷推回的問題，因此只能使用大于自鎖角的楔角斜面了。

作者簡介：董光立（1970-），男，安徽合肥人，大專，高級技師，研究方向：機械制造與維修。