郭自慶

摘 要：在數(shù)控車床上加工盤類零件非常普遍，文章針對(duì)傳統(tǒng)的夾具進(jìn)行改進(jìn)，提高零件的尺寸精度和位置精度，縮短了裝夾找正的時(shí)間。文章以CAK6140數(shù)控車床為例，針對(duì)盤類零件進(jìn)行工裝夾具的設(shè)計(jì)分析，從零件圖分析、工藝分析、夾具設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：盤類零件；零件圖分析；工藝分析；夾具設(shè)計(jì)

在車床上加工盤類零件是機(jī)加工中最普遍的內(nèi)容之一。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中，經(jīng)常會(huì)遇到端面的批量加工問(wèn)題，特別是盤類零件的批量加工，端面的加工耗時(shí)非常大。往往盤類零件在加工時(shí)，要求被加工的零件端面相對(duì)于軸線必須垂直，端面圓跳動(dòng)必須達(dá)到要求，并且兩側(cè)的端面之間還要有非常嚴(yán)格的平行度要求；由于零件長(zhǎng)度方向尺寸很短，裝夾時(shí)容易偏斜，這些都給加工造成困難。

1 零件圖分析

該零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，外圓、內(nèi)孔、長(zhǎng)度三個(gè)尺寸均有公差要求。另外位置公差要求：φ118外圓對(duì)軸線有圓跳動(dòng)要求，右端端面相對(duì)于軸線有垂直度要求，兩端面之間有平行度要求。加工難點(diǎn)是零件的長(zhǎng)度、內(nèi)孔的公差值很小，在加工時(shí)需要特別仔細(xì)，嚴(yán)格保證公差要求和位置精度要求高，必須設(shè)計(jì)專用的夾具來(lái)保證。

2 工藝分析

工件毛坯為φ120×21，材料為45號(hào)鋼，材料容易切削，加工相對(duì)容易。刀具選擇：45°端面機(jī)夾刀，90°外圓機(jī)夾刀，φ13麻花鉆，內(nèi)孔機(jī)夾刀。

加工端面的切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，進(jìn)給量為0.1mm/r。需注意：外圓一定要粗精加工分開(kāi)，而且粗精加工的裝夾方式也不同，在精加工外圓時(shí)要以φ15的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，裝在心軸上精加工外圓表面。零件的加工工藝卡片如表1所示。

3 夾具設(shè)計(jì)

3.1 傳統(tǒng)端面加工夾具

傳統(tǒng)的做法都是在主軸錐孔內(nèi)安裝一個(gè)圓錐心棒，起到軸向定位的作用，經(jīng)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料得出，主軸錐孔為莫氏六號(hào)圓錐，圓錐角為2°59分12秒，公稱直徑（大端直徑）為φ63.348，長(zhǎng)度為182。主軸錐孔如圖2所示。

先制作一個(gè)莫氏6號(hào)圓錐，用于軸向定位，大端直徑為φ63.348，圓錐長(zhǎng)度為71，小端直徑為φ59.646。為了在裝夾時(shí)方便對(duì)零件的夾持部位進(jìn)行調(diào)節(jié)，另外還制作了一個(gè)M12的螺釘，通過(guò)調(diào)節(jié)M12的旋入深度，以此來(lái)調(diào)節(jié)被加工零件的伸出長(zhǎng)度。如圖4所示。

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該方法簡(jiǎn)便，加工效率高。但該夾具只能在針對(duì)直徑相對(duì)較小的軸類零件時(shí)，效果才較好，對(duì)于精度要求較高、直徑又較大的盤類零件，效果并不理想。因?yàn)楸P類零件的端面非常大，工件短，裝夾時(shí)一旦裝偏斜，就會(huì)造成端面圓跳動(dòng)以及端面對(duì)軸線的垂直度超差，零件的長(zhǎng)度也會(huì)超差，兩端面的平行度也會(huì)隨之超差。也曾想將調(diào)節(jié)螺桿的直徑加大，或者將兩個(gè)元件合并為一個(gè)零件，做出來(lái)的夾具始終不是特別理想。因?yàn)楹喜⒑?，如果想保證定位面的精度，就必須將直徑做大、總長(zhǎng)度要達(dá)到200多，非常笨重，定位精度不夠高。

3.2 夾具改良

新夾具是通過(guò)使用吊桿的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖5所示。

用一根吊桿把整個(gè)主軸孔貫穿，吊桿兩頭各有一個(gè)端蓋，用于定位床頭箱的兩端，然后兩端分別用M10的六角螺母來(lái)固定。吊桿的直徑為φ11，長(zhǎng)度為1041，兩頭各加工出一個(gè)M10的螺紋，螺紋長(zhǎng)26。左端的端蓋是為了固定床頭箱的左端，右端的端蓋主要是為了加工零件時(shí)起到軸向的定位作用，同時(shí)也將卡盤的右端面面固定住，床頭箱兩端最終被固定的尺寸為1009mm，該尺寸為CAK6140數(shù)控車床床頭箱左端至卡盤的右端面之間的距離。在制作該夾具時(shí)，兩端的螺母固定后，必須能夠固定住1009這個(gè)尺寸，該夾具的設(shè)計(jì)才算合格。右端制作一個(gè)φ87.5的大直徑端蓋，每次批量生產(chǎn)前，先把大端蓋的右側(cè)端面車一刀，以保證端面與主軸軸線的垂直度要求，這樣裝夾的工件緊貼著端蓋右端面，以此定位，工件的端面圓跳動(dòng)、垂直度、兩端面之間的平行度和長(zhǎng)度都能得到保證。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，只要我們從生產(chǎn)的實(shí)際出發(fā)，遵循數(shù)控車床夾具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，采用創(chuàng)造性的思維方式，對(duì)于位置精度要求較高的盤類零件加工，我們總能設(shè)計(jì)出合適的夾具，從而使車削加工的生產(chǎn)效率大大提高。創(chuàng)新是不分大小的，一次次小的創(chuàng)新積累起來(lái)就是大的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]許兆豐，張介福.車工工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社，1990.

[2]李澄，吳天生，聞百橋.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，1997.