吳志平，孫 磊，楊明亮

（哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

數(shù)控車床夾具的改進(jìn)

吳志平，孫 磊，楊明亮

（哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

數(shù)控車床現(xiàn)有夾具為整體式設(shè)計(jì)，不僅成本高，制造困難，而且加工范圍小。針對(duì)以上問題，對(duì)夾具進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，變整體式夾具為分體式夾具，節(jié)省了成本，擴(kuò)大了加工范圍和通用性。

數(shù)控車床；三爪自定心夾具；圓柱形夾塊;螺栓

1 前言

軸承生產(chǎn)是專業(yè)化生產(chǎn),品種規(guī)格多,加工質(zhì)量要求高，因此軸承套圈車削加工所用夾具就應(yīng)具有夾持牢固可靠、套圈變形小、定位精度高、制造容易、使用壽命長等特點(diǎn)。現(xiàn)有數(shù)控車床夾具為整體式三爪自定心夾具，成本高，夾持部位加工難度大，加工范圍小。為了克服上述缺點(diǎn)，在分析夾具的力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，本著夾塊通用性及安裝簡易性的要求，對(duì)原有夾具進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一款加工范圍300mm以內(nèi)，適合大、中、小型軸承內(nèi)外夾結(jié)構(gòu)的綜合性通用夾具。

2 現(xiàn)有夾具特點(diǎn)

現(xiàn)有車床夾具為整體式三爪自定心夾具（如圖 1 所示），在加工產(chǎn)品時(shí)，根據(jù)夾持產(chǎn)品的大小，在夾爪的A部位加工出夾持產(chǎn)品需要的相應(yīng)角度的弧線，加工出所需弧線后實(shí)際應(yīng)用的夾爪，如圖 2 所示。因此，每套夾具只能完成與其相應(yīng)尺寸范圍產(chǎn)品的加工，而我公司軸承產(chǎn)品規(guī)格多，很難實(shí)現(xiàn)全部系列產(chǎn)品的夾具供給，即使全部供給，成本巨大，且部分夾具利用率并不很高。

由于是整體夾爪，加工時(shí)存在諸多加工特性，加工難度大，需要各類機(jī)床綜合加工，而我公司不具備相應(yīng)加工能力，只能進(jìn)行外購或外委加工，這樣加工周期和各項(xiàng)精度很難得到保證。

一套夾具的成本為2 000元左右，且一臺(tái)機(jī)床需要各型夾具多套，而夾具屬于消耗類輔具，單機(jī)年消耗量約為10 000元左右，按現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備6臺(tái)計(jì)算，年消耗夾具60 000元左右。

圖1 改進(jìn)前夾爪示意圖

3 改進(jìn)后夾具的特點(diǎn)

改進(jìn)后夾具采用組合式設(shè)計(jì)（如圖3所示），由基體1與圓柱形夾塊2兩部分組成?；w1是常規(guī)件，圓柱形夾塊2為此夾具的夾持件亦為消耗件。圓柱形夾塊通過螺栓3及滑塊4與基體實(shí)現(xiàn)連接。滑塊可以在三檔弧形滑道中自由滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)圓柱形夾塊對(duì)不同規(guī)格產(chǎn)品的夾持并保證其加工精度，圓柱形夾塊的圓周包容面積達(dá)到80%，這對(duì)輕系列產(chǎn)品加工提供了保證。圓柱形夾塊的設(shè)計(jì)保證了復(fù)合夾具加工簡便，成本低廉的特性，因此改進(jìn)后的夾具圓柱形夾塊部分可實(shí)現(xiàn)自行加工和批量加工的優(yōu)勢。

改進(jìn)夾具的設(shè)計(jì)首先滿足夾具的力學(xué)特性，圓柱形夾塊通過螺栓、滑塊與基體實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)定位，緊密連接，其次圓柱形夾塊的設(shè)計(jì)保證了其通用性和低廉的制造成本，夾具基體的三檔滑道，分別應(yīng)對(duì)大、中、小型產(chǎn)品的加工， 通過拼湊圓柱形夾塊數(shù)量，實(shí)現(xiàn)夾持圓周面積的最大化，保證了加工工件的尺寸及精度，不易導(dǎo)致加工工件變形。

圖2 夾爪

4 改進(jìn)后夾具與原夾具的成本對(duì)比

改進(jìn)后夾具除基體制作成本較高外(改進(jìn)后夾具基體可反復(fù)使用),圓柱形夾塊由棒料即可自行加工，制作成本為原有夾塊成本的十分之一，約200元左右，按現(xiàn)有車工工段6臺(tái)數(shù)控機(jī)床,年單機(jī)使用5套夾具計(jì)算,原有夾具制作成本為60000元左右,改進(jìn)后夾具制作成本為18 000元左右(包括基體費(fèi)用)。第二年只需加工圓柱形夾塊，其成本為6 000元左右。通過對(duì)比，可以明顯看出改進(jìn)后夾具的制作成本大大降低,且隨著時(shí)間的推移它的成本優(yōu)勢將越發(fā)突出。

圖3 改進(jìn)后夾具示意圖

5 改進(jìn)后夾具的實(shí)際應(yīng)用

為了更好地驗(yàn)證改進(jìn)夾具的實(shí)用性,試制的多個(gè)輕系列產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。下面以7038ACTA/01產(chǎn)品為例，利用車床設(shè)備ETC5075進(jìn)行合并加工外溝、外坡 、小頭R面工序，批量:130件，試驗(yàn)結(jié)果如表 1 所示。

通過表 1 數(shù)據(jù)可以看出改進(jìn)后夾具完全滿足產(chǎn)品加工工藝要求。

表1 改進(jìn)后夾具試驗(yàn)結(jié)果/mm

6 結(jié)束語

通過多次試驗(yàn)，改進(jìn)后夾具已投入產(chǎn)品加工使用,基本具備夾具加工簡單、成本廉價(jià)、安裝簡便易控等優(yōu)點(diǎn)。為適應(yīng)加工產(chǎn)品的不同系列及規(guī)格，逐漸完善圓柱形夾塊規(guī)格,實(shí)現(xiàn)該夾具的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。

（編輯：林小江）

Improvement of NC lathe fi xture

Wu Zhiping, Sun Lei, Yang Mingliang
(Harbin Hazhou Precision Bearing Manufacturing Co.,Ltd.,Harbin 150036,China )

The existing fi xture of lathes is of overall design, not only the high cost, manufacturing diff i culty, but also processing range small. The fi xture has been improved for the above problems, form the overall design to separate design, so as to save cost, expand processing range and universality.

NC lathe; three jaw self-centering fi xture; cylindrical fi xture block; bolt

TG519.1

B

1672-4852（2014）01-0013-02

2013-08-25.

吳志平（1978-），女，工程師.