机座夹具设计与数控加工

2015-09-24陈伟群

中国新技术新产品 2015年13期

关键词：内孔装夹外形

陈伟群

（广东省机械高级技工学校，广东广州 510450）

机座夹具设计与数控加工

陈伟群

（广东省机械高级技工学校，广东广州 510450）

本文利用一个不规则外形零件内孔、退刀槽，在数控车床（宝源）FANUC系统上进行批量生产的装夹及定位问题，根据客观实际加工条件与可行性设计专用夹具，选择合理加工方法及刀具来解决此问题，从而提高产品的生产效率，达到效益最大化。

不规则外形；内孔；退刀槽；专用夹具

近年来，随着机械加工行业的飞速发展，产品的灵活多样化，对设备及技术人员提出了更高的要求。数控车床的高效率、高精度、高柔性、低劳动强度的特性基本能满足企业的生产要求。机械加工中除了会遇到外形规则的零件外，常常会遇到一些不规则零件。这些零件的加工工艺较复杂，消耗时间长，传统零件加工方式难以实现其大批量的机械化生产。在机械加工过程中，对于简单的轴类、盘类零件，使用普通的夹具就能满足产品加工要求；但对于复杂的或是不规则的零件，必须使用专用夹具，才能提高生产效率，保证加工过程顺利，使产品质量稳定。因此，机床夹具设计是机械制造系统的重要部分，需深入研究和持续发展。

零件图样（如图1所示），该零件精度要求高，且数量比较大（每月3000件），材料为（航空铝）铸件，该零件批量比较大，因此选用数控机床进行加工，以提高加工效率。由于该零件的外形不规则，若采用普通车床加工，使用通用的三爪自动定心卡盘或四爪单动卡盘无法夹持，同时伸出加工部分又过长，刚性也不好，在加工过程中难于保证尺寸精度，也容易发生事故，因此需要解决工件装夹和切槽时的刚性、刀具等问题，才能保证加工出来的产品达到图纸要求。

图1　零件图样

一、难度分析及工艺流程分析

1该零件外形形状较复杂；

2加工时，注意夹紧力要适当，否则会产生变形和形状误差，甚至会因夹紧力不足会飞出伤及设备及操作者；由于是航空铝，表面容易损坏，故装夹时也要考虑保护好铸件表面；

3加工时，易出现同轴度误差及基准不重合误差，故加工前应先镗爪。

根据以上情况及其批量要求情况，应考虑设计一套专用夹具，保证产品的稳定性，从而提高生产效率，实现效益最大化。从零件图样得知：（航空铝）铸件，经测量需加工部位是φ29，加工余量不多，且批量较大。因此，既要考虑如何保证零件在加工时的定位精度，又要考虑装夹方便、快速、可靠；铸件材料较软，需保证表面完好。综上所述，加工时，关键是解决零件的定位和装夹问题，此工件需做两个辅助夹具装夹加工，夹具如图2所示。

经图样分析，该零件的工艺流程如下：

上述两道工序中都比较难实现图纸的要求，该产品的难点是加工时，装夹和保证圆度问题。该产品属于批量生产，要提高生产效率最好的解决方法是针对该工序设计一个专用的夹具；另外，圆度要求也比较高，○0.01，增大了加工难度。

二、夹具设计和零件定位

如何保证工件定位准确、装夹方便和夹紧可靠呢？根据运动学可知，刚体在空间的任何运动都可看成是相对于三个互相垂直的坐标平面，共有六种运动的合成。选作主要定位面的表面应力求其面积应尽可能的大，以利于提高定位精度，增加定位稳定性。

本次所加工零件毛坯是（航空铝）铸件，外形尺寸比较复杂，且工序余量不多，因此加工时，工件的夹紧和定位最重要，直接在夹具上采用螺丝锁紧，螺丝与工件接触部位采用胶圈，以保护工件表面。但零件是不规则体，必须先镗爪，以保证同轴度。

除以上方面外，还有乐器制造业、音乐印刷业、音乐生产业等相关盈利的音乐产业，以及音乐图书和乐器销售、音乐培训机构、音乐娱乐机构等。其均是在音乐产业原本的基础上，逐渐延伸和扩展起来的行业。这些行业符合音乐产业创新性发展的要求，在总产业规模上占有举足轻重的地位。同时，相对于未来音乐产业发展的前景而言，拥有巨大的市场潜力。

1第一次装夹、加工准备工作及要求

（1）夹具外圆直径必须精磨后能配合型材内孔，车床三爪装夹前必须镗爪保证装夹辅助夹具的稳定性；

（2）辅助夹具装夹需保证大端面跳动和同心度，在加工许可范围内，通过螺丝加胶圈锁紧工件，限位销定位。

2第二次装夹、加工准备工作及要求

（1）夹具外圆直径必须精磨后能配合型材内孔，车床三爪装夹前，必须先镗爪保证装夹辅助夹具的稳定性；

（2）辅助夹具装夹需保证大端面跳动和配合外圆的同心度，在加工许可范围内，通过内胀锁紧工件，前端配合面有四个线割处。