馮憲冬，毛京偉，何凡鋒，孫佳欣，趙 斌，張曉玲

（首都航天機(jī)械公司，北京 100076）

0 引 言

隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各類工業(yè)新產(chǎn)品層出不窮。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民工業(yè)的基礎(chǔ)，其產(chǎn)品更是日趨精密復(fù)雜，特別是在宇航、航海、軍事等領(lǐng)域所需的機(jī)械零件，精度要求更高和形狀更為復(fù)雜。普通數(shù)控機(jī)床難以勝任，即便是高精度的數(shù)控機(jī)床也得配上相應(yīng)的數(shù)控夾具方能滿足加工要求。本次設(shè)計(jì)以FANUC 數(shù)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)控加工中心進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

1 零件結(jié)構(gòu)分析

圖1 彎脖長(zhǎng)軸圖

零件材料為鍛件，保證零件有足夠的強(qiáng)度、硬度和風(fēng)度，在外力的作用下，不致于發(fā)生意外事故。

綜上所述，此零件在在加工時(shí)，先檢查零件是否有折皺、發(fā)紋、裂文、分層等缺陷，然后采用粗、精分開(kāi)，基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合的原則，確保工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。

2 夾具的工作原理

三爪夾具由螺蓋、定位扳、定位塊、定位軸、卡爪，緊固用孔組成夾具體，定位基準(zhǔn)則用工件上的8 mm×8 mm 的側(cè)面和13 mm 的軸面為定位基準(zhǔn)。三爪夾具是把定位螺蓋和定位板利用三個(gè)螺孔和一個(gè)10H7/n6 的銷孔用三內(nèi)六角螺釘聯(lián)結(jié)在一起，利用定位塊上的2-（50+0.012）mm 孔和2 個(gè)精制螺釘裝在定位板上，8 mm 孔里放一個(gè)1×6×19 的壓簧，把定位軸與定位塊和定位扳安裝在一起，把圓柱銷裝在定位塊上的小槽中，此安裝后通過(guò)壓簧使定位軸起到前后定位滑動(dòng)作用，最后把卡爪安裝在花盤上[1]。

圖2 三爪夾具體圖

夾具裝在數(shù)控加工中心四軸上，與四軸一起旋轉(zhuǎn)，利用刀具起到切削作用，工件以左端側(cè)面（8mm×8 mm方）靠在定位軸一端60°V型方向上并與定位螺蓋20端面靠緊，用卡盤扳手緊卡爪把工件另一端13 mm長(zhǎng)軸進(jìn)行定心夾緊，這樣工件與主軸同心，且同軸度也好保證，然后用銑刀進(jìn)行上平面和右端面的加工，使它們相互垂直,見(jiàn)[附件]程序清單。

加工完一件零件之后，用卡盤扳手松開(kāi)卡爪，再裝另一工件，定位軸60°V 型方向利用壓簧通過(guò)圓柱銷起到定向作用，這樣才能保證8 mm×8 mm方上表面與13 mm長(zhǎng)軸端面垂直。

3 夾緊力計(jì)算

零件在切削加工過(guò)程中，由于受到切削力的作用，自身垂力有時(shí)還有自身垂力的離心力的作用，所以工件在定位后要保持工件在夾具中占有正確位置就要對(duì)其進(jìn)行夾緊，有了正確定位就要有正確夾緊才算完成夾緊的任務(wù)。

計(jì)算夾緊力，查《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》[2]

即工件所受壓緊力：F=2Q=2×1 238=2 476 N.

4 夾具精度分析

在同夾具裝夾工件進(jìn)行加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)匯總影響工件加工精度的因素有許多，與夾具有關(guān)的定位誤差對(duì)刀誤差，在機(jī)床上的安裝誤差和調(diào)整誤差等。

工序要保證左上平面與 13 mm 軸端面垂直，有了這套夾具，就能保證它們的精度要求。

5 數(shù)控加工程序

O0000

(TOOL-1 DIA.OFF.-1 LEN.-1 DIA.-12.) 12合金刀

N5T1M6 選刀

N7G0G90G54X-4.Y-12.A0.S2000M3 確定轉(zhuǎn)速及進(jìn)給建立工件原點(diǎn)

N9G43H1Z50. 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償

N11Z29.5 快速到安全平面

N13G1Z25.7F1000. 粗銑上平面

N15Y-4.F200.

N17Y4.

N19Y12.

N21G0Z50.

N23Y-12.

N25Z27.7

N27G1Z25.5F1000. 精銑上平面

N29Y-4.F200.

N31Y4.

N33Y12.

N35G0Z50.

N37X-96.2Y-14.5

N39Z8.5

N41G1Z-8.F1000.

N43G41D1Y-6.5F200. 粗銑 13端面

N45Y6.5

N47G40Y14.5

N49G0Z50.

N51X-96.Y-14.5

N53Z8.5

N55G1Z-8.F1000.

N57G41D1Y-6.5F200 精銑 13端面

N59Y6.5

N61G40Y14.5 取消刀具半徑補(bǔ)償

N63G0Z50. 快速退刀

N65M5 主軸停轉(zhuǎn)

N67G91G28Z0. Z軸回參考點(diǎn)

N69G28X0.Y0.A0. X、Y軸回參考點(diǎn)

N71M30 程序結(jié)束

6 結(jié)束語(yǔ)

用本三爪夾具工作時(shí)，能較容易穩(wěn)定地保證工件的加工精度，工作不需劃線，找正，裝夾方便快捷，減少輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)率，在保證精度及生產(chǎn)率的前提下，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造和維修，操作簡(jiǎn)單、安全、方便、省力。

[1] 蒲林祥.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

[2] 李天無(wú).機(jī)床夾具工程師手冊(cè)[M].昆明：云南科技出版社，1999.