錐螺紋在夾具體中的應用實例

賈超飛

摘要：主要論述了錐螺紋薄壁管在夾具中的應用。將帶有錐螺紋的薄壁管裝夾到四軸加工中心，生產大批量且精度要求較高的小型產品。經過實際的生產驗證，此夾具具有安裝方便、操作方便、夾緊牢固等特點。并且，此類夾具在設計和制造上都比較簡單，尤其是對于小型軸類零件的大批量生產，具有很大的實際意義。

關鍵詞：錐螺紋;四軸加工中心;夾具;銑削力

中圖分類號：TG751

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.070

在實際的生產過程中，一些產品結構簡單、精度要求很高的小型產品的需求量很大。針對這種需要三軸加工中心中幾道工序才能完成的小型零件，應該采取自動化程度更高的四軸或者五軸加工中心來生產。當設備的自動化程度越高，其所采用的工裝夾具往往就越具有針對性。所以，設計并制造專門的適合實際生產的夾具，顯得特別重要。鑒于夾具對產品加工的重要性，設計夾具不僅要能夠保證產品的加工質量，還要具備方便安裝、方便使用的特點。相反，則會造成大批量產品報廢的情況。主要以實際加工的產品為依托，對錐螺紋在夾具體中的應用進行設計。

1 加工的產品及工藝要求

產品加工如圖1所示。

產品的加工要求：①材料為45#鋼，進行調質處理;②表面不得出現磕碰與劃痕;③未注公差尺寸按照GB/T1804 2000中的標準。

2 產品工藝分析

該產品加工工藝如下：①選取φ25的45#鋼的圓棒料進行調質處理;②利用數車先將45#鋼的圓棒毛坯進行車削，保證外形一次性車完，保證φ15.5的外圓（采用切斷刀進行處理）和φ（22土0.03）的外圓同時車削，保證其同軸度，同時再進行內孔φ（18主0.02）的尺寸控制，最后切斷;③數控車調頭車削φ18.75的內孔，采用軟爪裝夾φ22的外圓;④利用四軸加工中心以及專用夾具，加持φ22的外圓，進行開口槽和腰槽的銑削，保證一次性裝夾完成。

3 銑削過程切削力的計算

參考《實用機械加工工藝手冊》和《機械切削工人實用手冊》，可查得銑削力的計算公式為：

為52.5N。

4 夾具的設計

通過對加工工藝的分析和切削力的計算，同時基于四軸加工中心的旋轉軸特點和所配的三爪卡盤通用夾具考慮，夾具設計樣式如圖2所示。

此夾具分為兩個部分，一部分為夾具本體，裝夾在四軸的三爪卡盤上，為夾具主體;一部分為鎖緊環，為主要夾緊作用。

使用方法：首先，將夾具在三爪卡盤上安裝以后進行找正，使夾具本體與三爪卡盤同心度達到0.01 mm以內。然后將工件裝夾到夾具本體以內，最后用鎖緊扳手將工件鎖緊。夾具本體設計圖紙如圖3所示。

夾具本體材料為65 Mn彈簧鋼，具備高彈性極限和高屈服強度，在反復使用過程中不宜產生永久性變形。鎖緊環材料為經過調質處理的45號鋼，硬度達到HRC56 - 59，具有足夠的剛性和強度，保證在反復裝夾的過程中不易損壞。

將夾具本體的前端設計成薄壁形式且在薄壁的根部做12 mm的開槽處理，這樣設計可避免夾具對加工過程產生干涉，還可減少根部的強度，使之更容易產生一定的變形量，增加鎖緊力。

夾具本體的前端設計長于工件放入夾具本體后的長度，保證夾具本體在前端鎖緊以后，工件受到軸向和徑向的兩個方向的夾緊力，同時產生定位于鎖緊的效果。

5 結論

對于這一類小型大批量、加工精度要求高的工件來說，合理的夾具設計配合較高自動化的設備，往往能夠很快提高生產效率，經實際驗證，這樣的加工方法比以往的三軸加工至少提高了30%的生產效率，同時也大大降低了廢品率，適合在市場上應用。

參考文獻：

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