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【摘 要】在現(xiàn)代數(shù)控生產(chǎn)中，對于在銑床加工所用的夾具要求越來越高，并且各種加工生產(chǎn)中，要求設(shè)計(jì)專用銑工夾具，才能滿足生產(chǎn)需求。本研究通過分析現(xiàn)代銑床加工中各種夾具的特點(diǎn)，并對典型的銑工夾具中存在的問題進(jìn)行討論分析，然后對夾具旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計(jì)改進(jìn)提出意見和建議。一達(dá)到既能提高生產(chǎn)率，又能提高生產(chǎn)質(zhì)量的要求。

【關(guān)鍵詞】銑工夾具；旋轉(zhuǎn)中心；設(shè)計(jì)改進(jìn)

0.前言

在銑床的銑削加工中，通常會(huì)用到各種夾具隨著工作臺(tái)一起運(yùn)作。銑工工件在銑床加工中，除了通過各種方式定位以外，還起著加緊、固定的作用。即使在工件工作中，它仍然保持在原位置不變，不會(huì)因?yàn)闄C(jī)床的機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生位置的偏離，以保證工件加工過程中的精確性和操作過程的安全性。一些典型的夾具有直線進(jìn)給式夾具、圓周式夾具、靠模進(jìn)給式、組合夾具等。它們在用法上會(huì)根據(jù)機(jī)床加工特點(diǎn)各有不同。

1.銑床夾具的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的銑床夾具具有以下幾種特點(diǎn)：第一，銑床夾具的夾力要足夠大，由于機(jī)床在加工中會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，所以它的抗震性要非常好以起到良好的夾具作用。第二，銑床夾具的剛度和強(qiáng)度要求非常高。第三，夾具的安裝要求嚴(yán)格，安裝必須到位以便于銑床加工中的使用。

2.銑工夾具的設(shè)計(jì)改進(jìn)方式

2.1直線進(jìn)給式銑床夾具的設(shè)計(jì)與改進(jìn)

直線進(jìn)給式銑床夾具，這種夾具是通過其部件上的一組板塊和支撐丁實(shí)現(xiàn)定位。然后通過移動(dòng)手柄以及浮動(dòng)盤的移動(dòng)以及定位鍵的操作實(shí)現(xiàn)定位和加緊。若將夾具兩端分為A和B，按習(xí)慣設(shè)計(jì)的夾具，先加工好A處，再旋轉(zhuǎn)180。角度到銑B處。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，通常則加工好A處之后，必須將銑床的橫向走刀移到另一個(gè)定位刻度加工B處.若稍一疏忽，則會(huì)生成加工不良甚至產(chǎn)品報(bào)廢。為確保產(chǎn)品質(zhì)量，方便操作，常常采取分批加工的辦法，即加工一批零件時(shí)，第一道工序是將A處全部加工好，第二道工序是將夾具轉(zhuǎn)一個(gè)180。再加工B處。這樣做的結(jié)果就是使生產(chǎn)過程變得十分復(fù)雜。在設(shè)計(jì)中，需要對夾具的旋轉(zhuǎn)中心做一定的位置調(diào)整，這樣就可將以上兩道工序合并成一道工序，節(jié)省了許多輔助工藝時(shí)間，實(shí)現(xiàn)定位的準(zhǔn)確，并且能夠確保生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2圓周式夾具旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計(jì)

這種圓周式夾具由拉桿、定位銷、開口、擋銷、轉(zhuǎn)臺(tái)和液壓缸組成。一般適用于多工位加工的銑床上使用。為了使夾具結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便，對于夾具旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計(jì)上，需要通過分析計(jì)算，對夾具旋轉(zhuǎn)中心的角度進(jìn)行調(diào)整，對它的軸承蓋進(jìn)行改造，在夾具上同時(shí)安裝10個(gè)工件，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)工作，以實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

2.3靠模進(jìn)給式夾具的改進(jìn)方式

靠模進(jìn)給式夾具主要通過定向鍵（即定位件）的設(shè)計(jì)和改造，來提高它的性能。通常定向鍵通過與銑床工作臺(tái)上的形槽配合確定夾具在機(jī)床上的正確位置；還能承受部分切削扭矩，減輕夾緊螺栓的負(fù)荷，增加夾具的穩(wěn)定性，因此平面夾具及有些專用鉆鏜床夾具也常使用。

2.4組合式夾具旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計(jì)

為了適應(yīng)不同的生產(chǎn)條件，用夾具零部件組合成了易于連接和調(diào)整的組合夾具。這種夾具的特點(diǎn)是可調(diào)整夾具包括通用可調(diào)整夾具和專用可調(diào)整夾具，并且夾具的柔性較高。一般采用工具鋼和優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，有基礎(chǔ)件、支撐件、定位件、壓緊件、緊固件、輔助件和組合件等幾大類。在件與件的連接中，要求件的總裝精度、尺寸精度非常高。對于夾具旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計(jì)，要求能夠準(zhǔn)確定位后，起到固定、夾緊的作用。

3.其它銑工手動(dòng)夾具的改進(jìn)方式

3.1夾緊器的設(shè)計(jì)改造

夾緊器由兩部分組成，即夾頭和捏手。傳統(tǒng)的夾緊器都使用時(shí)將工件置于鉗口中，調(diào)整壓緊螺栓使頭部壓塊輕輕壓緊工件，然后通過兩個(gè)捏手用力加緊東西。通常鉗口的夾緊范圍為0～40毫米，夾緊力為300公斤左右。工件便被夾緊后，向外拉兩捏手，主夾緊力消失，松開壓緊螺栓就可卸下工件。此夾緊器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，通過上夾頭與捏手的鉚接點(diǎn)、兩捏手的鉚接點(diǎn)、下夾頭與捏手的鉚接點(diǎn)、三點(diǎn)共線來實(shí)現(xiàn)其自鎖。

3.2對手用鋼鋸片修磨器的構(gòu)造的設(shè)計(jì)改進(jìn)

修磨器是銑工工具中一種非常重要的工具。它是對手用鋼鋸片的損壞進(jìn)行修磨的一種器具。通常，鋸片的損壞分為下面三種情況，第一，鋸片正常磨損，一般都是由于使用時(shí)間過長，鋼鋸片的鋸齒出現(xiàn)磨壞的現(xiàn)象。當(dāng)鋸齒嚴(yán)重磨損后，鋸片在工件的鋸縫中只能打滑，而不是切削，出現(xiàn)此類情況后，應(yīng)及時(shí)將磨損后的鋸片卸下來，否則，鋸片易折斷。第二，在使用中由于用力不當(dāng)出現(xiàn)鋸片被折斷的現(xiàn)象。第三，使用方法不正確打齒的鋸片，在鋸削薄板、薄管時(shí)，由于鋸片的齒距大于鋸削件的厚度，或者起鋸的角度不當(dāng)，都會(huì)造成鋸片鋸齒的損壞。對于修磨器旋轉(zhuǎn)中心，齒輪的設(shè)計(jì)要求非常高。已知凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律0～6°上升3mm，60°～250°停止運(yùn)動(dòng)，250°～266°下降了3mm，266°～360°停止不動(dòng)。按照這個(gè)規(guī)律，對旋轉(zhuǎn)中心部件進(jìn)行調(diào)整，以提高修磨器工作效率。

3.3活動(dòng)頭開口扳手旋轉(zhuǎn)中心的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在銑床加工中，拆卸、回裝中會(huì)用到活動(dòng)頭開口扳手。有些情況下甚至?xí)捎脧S家配備的幾十公斤重的開口固定扳手，會(huì)因?yàn)楣ぷ骺臻g的限制是笨重的大扳手用起來十分不便，而每安放一次扳手最多只能將螺母旋轉(zhuǎn)60°。因此，通過對開口固定扳手進(jìn)行受力分析，當(dāng)扳手順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母受到順時(shí)針方向的力偶矩作用；而扳手頭部則受到逆時(shí)針方向的力偶矩作用；當(dāng)扳手逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母受到逆時(shí)針方向的力偶矩作用，而扳手頭部則受到順時(shí)針方向的力偶矩作用。通過研究，將開口固定扳手頭部制作成活動(dòng)的，即具有中心旋鈕，然后制作上活動(dòng)頭及下活動(dòng)頭，活動(dòng)頭與母板配鉆銷釘孔和固定孔，然后組裝即成。使用時(shí)可根據(jù)角度的需要，取下一固定螺栓，讓，一活動(dòng)頭活動(dòng)，另一活動(dòng)頭固定不動(dòng)，即可達(dá)到與棘輪扳手一般的效果。

3.4夾鉗旋轉(zhuǎn)中心的優(yōu)化

夾鉗的部件有基座、右鉗、轉(zhuǎn)油缸套筒、油缸活塞銷釘、起豎臂銷釘?shù)?。在設(shè)計(jì)中，夾鉗基座結(jié)構(gòu)對稱，左右夾鉗尺寸相同，左右連桿長度相等，星形轉(zhuǎn)子三轉(zhuǎn)臂長度相等。通過對各部件平移自由度和旋轉(zhuǎn)自由度以及連接類型的調(diào)整，是該銑工夾具能使用于不同生產(chǎn)場合。

3.5柱形多用絲錐鉸杠旋轉(zhuǎn)中心的優(yōu)化

普通生產(chǎn)中所用的標(biāo)準(zhǔn)絲錐鉸杠只有一個(gè)夾持位置，只能夾持一種絲錐，給工作帶來麻煩。鑒于這種情況，通過研究設(shè)計(jì)了柱形多用絲錐鉸杠，該結(jié)構(gòu)為在鉸杠上用銷固定一個(gè)固定套筒，活動(dòng)套簡與鉸杠了用平鍵連接，只能軸向移動(dòng)。在固定套筒的右端和活動(dòng)套筒的左端端面上都銑有四個(gè)大小不等的90OV形槽，以形成四個(gè)大小不等的夾持位置，用來夾持不同規(guī)格的方樣。再生產(chǎn)使用中，既省力又省時(shí)，達(dá)到了提高生產(chǎn)效率的目的。

4.結(jié)語

銑工夾具在設(shè)計(jì)中要求其結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和后期的維修，在機(jī)械加工過程中要求加緊的位置準(zhǔn)確不變，并且操作省力、安全。因此在工件設(shè)計(jì)中，通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對夾具精度、夾具規(guī)劃、夾具可及性和裝夾穩(wěn)定性進(jìn)行分析，以分析結(jié)果作為來驗(yàn)證夾具設(shè)計(jì)的性能的依據(jù)。然后對銑工夾具旋轉(zhuǎn)中心和夾具夾緊機(jī)構(gòu)的的不斷優(yōu)化和設(shè)計(jì)以達(dá)到省力、安全、可靠、提高工作效率的要求。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，1999.28（2）：89-96.

[2]鄭天丕.軍用繼電器標(biāo)準(zhǔn)淺析（二）[J].機(jī)電元件，1994，14（2）：48）53.

[3]杜中華，王興貴，狄長春.用Pro/E和ADAMS聯(lián)合建立復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的仿真模型[J].機(jī)械，2002，29（增刊）：153-154.