我公司在一種工件錐孔加工工藝改進(jìn)時(shí)，為了提高錐孔加工工序加工精度及效率，加工設(shè)備由原來的通用機(jī)床加工升級(jí)為立式加工中心，加工工序由原來的多工序加工整合到一臺(tái)機(jī)床來完成。這樣需要對(duì)該工序加工夾具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)工件加工特點(diǎn)，擬采用一種全新的夾緊定位方式，在保證加工精度和加工效率的同時(shí)，綜合考慮品種之間的快換性。

1.       工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝分析

圖1

圖1所示產(chǎn)品是一種汽車轉(zhuǎn)向節(jié)， 屬于異型零件， 錐孔相對(duì)于其他部位有位置要求， 本身精度要求較高， 大端尺寸φ（36±0.025）mm，涂色面積不低于75%。其錐孔加工內(nèi)容包括:①銑錐孔大口端面。②預(yù)鉆錐孔底孔。③粗鉸錐孔。④半精鉸錐孔。⑤精鉸錐孔。⑥（數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)180°）銑錐孔小口端面保證尺寸（50±0.25）mm等6個(gè)工步，加工工藝改進(jìn)前，該加工內(nèi)容由5臺(tái)設(shè)備分5個(gè)工序來進(jìn)行，生產(chǎn)效率較低、人員占用較多，且加工精度穩(wěn)定性差。為此擬采用加工中心對(duì)這5步加工內(nèi)容一次裝夾加工完成。

2. 夾具設(shè)計(jì)思路

（1）由于加工設(shè)備采用立式加工中心，為了該工序加工的靈活性及自動(dòng)化水平，采用數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)加橋板的方式，夾緊方式采用液壓夾緊。

（2）根據(jù)工件的整體尺寸空間按同時(shí)加工兩件來設(shè)計(jì)，由于產(chǎn)品分左右，兩件同時(shí)放置可兼顧左右同時(shí)加工，以提高生產(chǎn)效率。

（3）根據(jù)工件加工設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來確定定位基準(zhǔn)，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)采用一種鎖緊彈套方式來對(duì)a 處基準(zhǔn)進(jìn)行定位夾緊，b 處平面基準(zhǔn)采用定位盤方式。

（4）c 處基準(zhǔn)采用插拔定位心軸加U形定位槽設(shè)計(jì)，避免和b 處定位基準(zhǔn)產(chǎn)生定位干涉。適當(dāng)提高工件主銷孔對(duì)稱度位置精度，盡可能縮小定位心軸與U形定位槽配合間隙，在進(jìn)行角向定位的同時(shí)，承受錐孔加工鉆、鉸產(chǎn)生的切削載荷。在加工過程中工件受到的切削力較大，這種定位方式在保證定位精度的同時(shí)，對(duì)工件起到較好的支撐夾緊作用，有效防止了工件受力變形和自激振動(dòng)，使切削過程平穩(wěn)，達(dá)到較高的加工精度。

1.       夾具結(jié)構(gòu)及各部件功能介紹

圖2

圖3

圖2、圖3所示為該夾具設(shè)計(jì)的實(shí)體三維圖和實(shí)體剖視圖，該夾具采用雙工位設(shè)計(jì)，同時(shí)裝夾兩個(gè)工件，夾緊定位采用液壓拉缸加鎖緊彈套設(shè)計(jì)，有效避免了轉(zhuǎn)角油缸壓爪對(duì)刀具加工路線產(chǎn)生的干涉。使用中具體安裝如圖4所示，其中U形定位卡槽在制作裝配時(shí)保證與定位心軸配合間隙為＋0.05~＋0.10mm、對(duì)稱度≤0.01mm，使該處配合在加工過程中對(duì)工件起到支撐定位作用，為了防止出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，前道工序在加工時(shí)，保證工件c 基準(zhǔn)與a 基準(zhǔn)的對(duì)稱度≤0.04mm。鎖緊彈套起彈性定位、夾緊元件的作用，材質(zhì)為65Mn，熱處理。

1.       工件 2.插拔式定位心軸 3.U形定位卡槽 4.橋板 5.定位盤 6.鎖緊彈套 7.液壓拉缸活塞 8.液壓拉缸缸體

圖 4

4. 夾具操作及動(dòng)作流程

工件在放入夾具前，先將定位心軸穿入工件主銷孔中;然后將工件a 定位基準(zhǔn)軸頸處放入鎖緊彈套中（由于液壓拉缸在原位處，這時(shí)鎖緊彈套處于回彈張開狀態(tài)），定位心軸定位端放入U形定位卡槽內(nèi)，同時(shí)工件b 基準(zhǔn)在自重作用下附緊定位盤;起動(dòng)機(jī)床夾具鎖緊按鈕，液壓拉缸動(dòng)作拉緊鎖緊彈套，由于彈套鎖緊時(shí)有自定心作用，對(duì)工件加工基準(zhǔn)a起到定位夾緊作用，同時(shí)彈套鎖緊時(shí)的軸向運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)工件緊緊貼在定位盤上，對(duì)工件起到定位夾緊作用。

5. 夾具使用及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

（1）前工序應(yīng)當(dāng)保證c 處定位基準(zhǔn)孔的加工精度，確保定位心軸。

（ 2 ） 與c 基準(zhǔn)孔的配合間隙，此處會(huì)影響工件周向定位精度。

（3）由于鎖緊彈套為開口設(shè)計(jì)， 在彈套上面應(yīng)增加防塵蓋，防止加工過程中產(chǎn)生的切屑落入彈套開口中，致使彈套無法鎖緊，從而降低夾緊力和定位精度。

（4）液壓拉缸活塞直徑尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行拉緊力測(cè)算，拉緊力過大會(huì)將工件拉變形，拉緊力過小在加工過程中工件會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，影響加工精度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生損壞。

6. 結(jié)語

（1）此夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，夾具制作簡(jiǎn)單，后期維護(hù)方便。

（2）定位基準(zhǔn)選擇準(zhǔn)確，保證了錐孔的位置精度。

（3）夾具夾持力穩(wěn)定，工件支撐合理，減少了加工過程中的變形和振動(dòng)。

（4）同類工件產(chǎn)品切換快捷，有效避免了轉(zhuǎn)角油缸壓爪對(duì)工件或刀路產(chǎn)生的干涉。自?shī)A具應(yīng)用于批量工件生產(chǎn)以來，運(yùn)行較為穩(wěn)定，此夾具的設(shè)計(jì)理念對(duì)產(chǎn)品其他工序有一定的啟發(fā)作用。