銑削殼體零件的快裝螺旋夾緊夾具設計

秦剛，王文仲，趙晉強，劉衛杰

西安北方光電科技防務有限公司 陜西西安 710043

1 序言

殼體零件是我司防務制導系列產品中的重要零件，從試制到批產經過多次工藝優化，但銑削端面凹槽夾具仍采用彎板裝夾，一面一孔定位、端面壓板壓緊，使零件裝夾效率低，操作人員的勞動強度大。結合生產現狀對殼體零件銑削端面凹槽夾具進行了改進，經驗證使用效果很好。

2 殼體凹槽銑削工藝分析

圖1 所示的殼體零件銑削端面凹槽裝夾全為手動，每個零件裝夾要進行十余個動作，耗時長、加工效率低，影響了部門的生產節拍及生產現場的作業規律化。鑒于提升殼體零件的生產節拍可以有效促進部門生產活動的穩定進行，于是將其作為現場提高生產效率的依據進行改進。

圖1 殼體（紅色區域為端面凹槽）

初期現狀：殼體零件裝入彎板定位孔，零件下側定位面旋轉與夾具定位面貼實，將壓板穿入螺桿中擰緊螺母，完成零件的一次裝夾，如圖2所示。銑削端面凹槽，松開螺母，取下零件放入零件流轉盒內，完成零件的一次拆卸。零件加工效率低主要是因為在夾緊殼體工件時，螺旋機構夾緊點在工件端面，必須轉動螺釘數圈后壓緊，導致取出工件時必須將螺釘退擰數圈使殼體工件從夾具的定位孔中取出。即為加工一件零件裝夾所需的11個操作動作：拿零件→清理定位面→裝入定位孔→零件旋轉定位→將壓板穿入螺桿中→擰緊螺母→銑削端面凹槽→松開螺母→取下壓板→取下零件→放入零件流轉盒內。

圖2 殼體彎板裝夾（紅色區域為端面凹槽）

由于操作人員操作動作過多，隨著產量的増加，必將增加操作人員的勞動強度，降低工作效率。

通過分析，該零件加工效率低的主要因素：①夾具夾緊裝置設計不夠嚴謹。②操作人員操作動作過多，導致長時間操作疲勞。

3 快裝螺旋夾緊裝夾方法

制導系列殼體零件雖然機加工工序不多，但由于定位精度較高，生產時必須采用眾多的專用夾具來加工，給組織生產帶來了一定的困難（特別是中小批量），而成為生產單位迫切希望妥善解決的問題。為此我們應用快裝夾緊的理論，結合零件凹槽銑削工序進行分析，設計了快裝螺旋夾緊裝夾方案。

殼體零件的快速螺旋夾緊裝置（見圖3）是一種用于機械加工的裝夾夾具，其目的是解決殼體零件銑槽加工的效率問題。該裝置由虎鉗基體作為夾具體，虎鉗活動鉗口與定位板用螺栓直接聯接，夾緊板與虎鉗活動鉗口用螺栓聯接，形成定位板上的心軸定位、活動鉗口聯接的夾緊板施力的夾具構成。該方案應用于金屬加工車間小批量、手動操作裝夾殼體零件的銑削加工，操作簡單、使用方便，提高了零件加工精度及加工效率等生產實際問題。

圖3 快裝螺旋夾緊裝置（紅色區域為端面凹槽）

與彎板裝夾相比，改進的技術方案有如下兩個優點。

（1）快裝夾緊定位、夾緊可靠 以通用的平口鉗為基體，在定位方式上與彎板裝夾夾具一樣，定位方式未改變，延續了原有的定位可靠性；把螺桿換成了虎鉗絲杠，絲杠運動始終垂直于虎鉗基體，固定鉗口施加的力更均勻；把壓板換成了活動鉗口上的夾緊塊，力施予工件端面夾緊工件，使夾緊更可靠。虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具在加工過程中，由于尺寸公差和位置公差均穩定地達到工藝技術要求，所以更容易實現殼體零件快裝、夾緊。

（2）減少多余動作，杜絕浪費 虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具，使旋轉虎鉗絲杠擰緊螺桿這一個節拍動作實現了彎板裝夾夾具的兩個節拍動作，即將壓板穿入螺桿中和擰緊螺母兩個節拍動作；松開螺桿一個節拍動作實現了彎板裝夾夾具的兩個節拍動作，即松開螺母和取下壓板兩個節拍動作。在一次零件加工中實現了減少兩個動作節拍，杜絕了操作人員多余動作的浪費，實現了減輕操作人員勞動強度及提高勞動效率的目的。

產品設計中應用快裝螺旋夾緊虎鉗結構，使零件的裝夾更合理，操作人員勞動強度降低，從而提高了產品實際產出率。彎板裝夾、快裝螺旋夾緊加工效率對比見表1。

表1 彎板裝夾、快裝螺旋夾緊加工效率對比

以虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具同彎板裝夾相比，加工殼體零件每件減少操作時間20s，提高銑槽效率14.49%，減少操作人員兩個多余動作節拍，操作人員單批次勞動強度降低。

4 結束語

銑削殼體端面凹槽的夾具有以下特點。

（1）穩定地保證工件銑槽定位精度 虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具，裝夾定位方式未做改變，尺寸公差和位置公差穩定地達到工藝技術要求。

（2）促使生產節拍提升 設計殼體銑槽夾具時，遵循以穩定地確保工件質量為前提，在不改變定位方式的基礎上進行夾具結構調整。考慮夾具的工作效率時應與工件的生產綱領相協調。

（3）改善操作人員的勞動條件 快速螺旋夾緊機構的應用，不僅提高了勞動生產率，還極大地減輕了操作人員的勞動強度。同時，夾具結構簡單，制作、使用方便。