鉆床通用夾具的技術改進與創新

朱文奇 袁子平 許浩航 易杰 賀智健

摘 要：本文在傳統鉆床用夾具的基礎上進行改進與創新，設計了一種用于大批量生產且專門針對鉆床設計的夾具，該夾具適合不同形狀零件的加工，既能自動定位，又能控制夾緊力，而且操作方便。經過生產實踐證明，使用該夾具后大大降低技術工人的勞動強度，提高了零件的加工質量和精度。

關鍵詞：鉆床;夾具;自動定位;精度

夾具，是機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術要求，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置，其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。其中，通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具，優點是適應性廣，但是生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中，在大批量生產中不適用;而專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具，其能夠適用于大批量生產。

一、 夾具結構

本設計所要解決的問題在于現有技術中的通用夾具不能適用于大批量生產的問題，進而提供一種用于大批量生產且專門針對鉆床設計的適用于鉆床的夾具，該鉆床夾具夾具體、定位裝置和夾緊裝置。

定位裝置包括定位底座、雙頭螺栓和定位組件，雙頭螺栓與定位組件對稱設置在定位底座的兩側，定位底座沿機床的給刀方向成型有中間通孔;其中，定位組件包括通過導軌滑動安裝在夾具體上的定位塊以及驅動定位塊朝向定位底座滑動的驅動結構，驅動結構包括驅動電機、與驅動電機相連的滾珠絲杠以及旋轉套設在滾珠絲杠上且與定位塊相連的滾珠絲杠螺母;夾緊裝置包括成型在定位塊上適合與被夾部件卡合的卡口、雙頭螺栓和鎖緊螺母，雙頭螺栓在鎖緊螺母的配合下和定位塊的卡口將被夾部件夾緊。定位塊百V型和U型兩種活動塊，滾珠絲杠螺母通過螺母轉接座分別與定位塊固定連接。驅動電機為雙軸伸電機。其中，雙軸伸電機的電機前軸通過聯軸器與滾珠絲杠連接，雙軸伸電機的電機后軸與止推軸承連接，止推軸承對雙伸軸電機的電機軸進行軸向鎖定。驅動電機為伺服電機或步進電機。定位底座設于夾具體的中間位置處，且中間通孔的直徑大于刀具的直徑。沿定位塊的滑動方向凹陷成型在夾具體上的安裝槽，滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母設于安裝槽中。雙頭螺栓和鎖緊螺母之間還設有墊圈。

二、 夾具原理

本夾具通過設有中間通孔的定位底座、雙頭螺栓和定位組件對被夾部件進行定位;使用時，首先將被定位件放置在定位底座上，然后通過雙頭螺栓對被定位件的一側進行定位，定位組件對被定位件的另一側進行定位，即驅動結構驅動定位塊對被定位件的另一側進行定位;進一步，通過定位塊的卡口、雙頭螺栓和鎖緊螺母對定位后的被夾部件進行鎖緊，防止被夾部件在加工過程中發生偏移或轉動;該適用于鉆床的夾具結構簡單、操作方便，為鉆床專用夾具能夠適用于大批量生產。

三、 具體實施過程

如圖1所示，通過設有中間通孔3的定位底座2、雙頭螺栓8和定位組件對被夾部件6進行定位;使用時，首先將被定位件放置在定位底座2上，然后通過雙頭螺栓8對被定位件的一側進行定位，定位組件對被定位件的另一側進行定位，即驅動結構4驅動定位塊5對被定位件的另一側進行定位;進一步，通過定位塊5的卡口、雙頭螺栓8和鎖緊螺母7對定位后的被夾部件6進行鎖緊，防止被夾部件6在加工過程中發生偏移或轉動;該適用于鉆床的夾具結構簡單、操作方便，為鉆床專用夾具能夠適用于大批量生產。

圖1 夾具示意圖

1—夾具體;2—定位底座;3—中間通孔;4—驅動結構;5—定位塊;6—被夾部件;7—鎖緊螺母;8—雙頭螺栓

本實施例優選定位塊5設為V型活動塊，V型活動塊為V型開口為卡口。進一步，定位塊5還可以設為U型活動塊，U型活動塊的U型開口為卡口，作為可變換的實施方式，其中，卡口的開口尺寸大于被夾部件6的被夾一側的側面尺寸，被夾部件6能夠被牢牢夾緊，且被夾緊后不會因受力不均或其他原因再次發生滑動、偏移或轉動。具體地，滾珠絲杠螺母通過螺母轉接座分別與定位塊5固定連接;其中，驅動電機設為雙軸伸電機。

在上述實施例的基礎上，本實施例還包括止推軸承;其中，雙軸伸電機的電機前軸通過聯軸器與滾珠絲杠連接，雙軸伸電機的電機后軸與止推軸承連接，止推軸承對雙伸軸電機的電機軸進行軸向鎖定。止推軸承對雙軸伸電機的電機軸進行軸向鎖定，避免電機軸在轉動過程中出現軸向竄動，滾珠絲杠在滾珠絲杠螺母的配合下僅將電機軸的轉動轉換成定位塊5的滑動，保證定位塊5的運動精度。

定位底座2設于夾具體1的中間位置處，且中間通孔3的直徑大于刀具的直徑;從而保證刀具在對被夾部件6進行鉆孔加工時不會作用到定位底座2上，既能保護刀具，又能避免定位底座2被劃傷。沿定位塊5的滑動方向凹陷成型在夾具體1上的安裝槽，滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母設于安裝槽中;從而盡量使得該適用于鉆床的夾具整體結構緊湊設置，盡量減少整體占用空間。雙頭螺栓8和鎖緊螺母7之間還設有墊圈。

四、 結語

機械化加工要想有好的經濟效益，必須提高生產率和加工精度。夾具設計是否合理是影響生產率加工精度的重要因素。本文設計的夾具適合不同形狀零件的加工，既能自動定位，又能控制夾緊力，而且操作方便，使用該夾具后大大降低技術工人的勞動強度，提高了零件的加工質量和精度，能用于大批量生產，具有較大的實用價值。

參考文獻：

[1]吳拓.機床夾具設計[M].北京：機械工業出版社，2018.

[2]柳青松.機床夾具設計與應用實例[M].北京：化學工業出版社，2018.

作者簡介：

朱文奇，袁子平，許浩航，易杰，賀智健，湖南省長沙市，湖南涉外經濟學院。