劉灝霖

（廣州鐵路職業(yè)技術學院，廣東 廣州 510430）

一款通用卡盤夾具的研發(fā)

劉灝霖

（廣州鐵路職業(yè)技術學院，廣東 廣州 510430）

文章介紹的快速定位通用卡盤是一組通用夾具，它的設計主要思路是：方形零件需要加工較大的孔，如果采用銑削加工，圓度難保證，加工效率也低，如果用數控銑床鏜孔又會增加成本。這款通用夾具改進了四爪卡盤的重復定位不準、裝夾校正慢的問題，而且還可以安裝在銑床上，重復定位方便、準確。

通用夾具；批量生產；定位精度

1 設計結構

快速定位通用卡盤包括卡盤、主定位塊、副固定塊、活動鉗口、鎖緊塊、導桿、壓緊螺釘、鎖緊螺釘、螺母等零件，卡盤背面設有凸臺，正面設有3組T型槽，T型螺母設置在T型槽中，可以和鎖緊螺釘在T型槽中移動，并帶動主定位塊、副固定塊、活動鉗口、鎖緊塊移動，然后上緊鎖緊螺釘將它固定在卡盤上，以實現各定位塊的移動調節(jié)和固定定位，使之能夾持不同大小的待加工工件。卡盤上的中線位置還設計了3條導軌槽，分別與主定位塊、副固定塊、活動鉗口底面的凸臺相配合，并使之在導軌槽內滑動而不擺動，還要保證主定位塊、副固定塊、活動鉗口相互之間的平行度和垂直度。如圖1所示。

圖1 設計結構圖

圖2 卡盤調節(jié)塊

100.卡盤；101.主導軌槽；102.副導軌槽；103.凸臺；104.中心孔；200.主定位塊；201.鎖緊螺釘一；202.螺母一；203.通孔一；300.固定塊；301.通孔二；302.螺紋孔一；303.凹槽三；400.活動鉗口；401.壓緊螺釘；500.鎖緊塊；501.通孔三；600.導桿；700.副定位塊；701.鎖緊螺釘二；702.螺母二；704.通孔四；800.調節(jié)塊一；801.微調螺桿一；802.凹槽一；803.墊片一；900.調節(jié)塊二；901.微調螺桿二；902.凹槽二；903.墊片二

卡盤上還設置了2個調節(jié)塊，調節(jié)塊固定在卡盤上，調節(jié)塊設置在主定位塊遠離固定塊的一側，調節(jié)塊上設有細牙螺紋孔與微調螺桿配合，微調螺桿推進方向與主定位塊沿主導軌槽移動的方向相一致。通過旋轉調節(jié)塊上的微調螺桿來推動主定位塊移動，對主定位塊的位置進行微調。主定位塊上還設有凹槽，微調螺桿末端是一個大于螺紋直徑的圓柱，與主定位塊上凹槽相配合，墊片蓋住凹槽并固定在主定位塊上，當旋轉微調螺桿時，微調螺桿可以向前或向后推進，微調螺桿將力傳遞給墊片，從而帶動墊片與主定位塊一起前后移動，使主定位塊不僅可以鎖緊待加工工件的方向微調，也可以向松開待加工工件的方向進行微調，提高了主定位塊的位置精度，進而就能提高待加工工件的加工精度。副定位塊上的微調螺桿也是相同的設計。如圖2所示。

卡盤還設計了一組夾緊機構，當2個定位塊完全定好位了以后，就要一定的夾緊力來夾緊工件。固定塊和活動鉗口就能實現這樣的功能。固定塊和活動鉗口都可在卡盤導軌槽內移動，活動鉗口的2條導桿也可以在固定塊內的2個孔里移動，當需要壓緊工件時，旋轉壓緊螺釘就能推動活動鉗口壓住工件了。而且活動鉗口必須與主定位塊保持平行，保證工件夾持穩(wěn)固。

2 使用方法

快速定位通用卡盤主要使用方法如下：①將卡盤凸臺裝夾在數控車床的三爪卡盤上。②根據待加工方形零件外形尺寸調節(jié)主定位塊和副定位塊的位置。將準備好的精密芯棒插入卡盤的中心孔中，用游標卡尺測量芯棒軸線到2個定位塊的距離，旋轉2個定位塊上的微調螺釘使之達到方形零件邊長的一半，定位精度可達到±0.1mm以內。③精確調整方形零件與卡盤的同軸度。取出芯棒，把精銑外形到尺寸的方形零件放在卡盤內，旋轉壓緊螺釘使活動鉗口輕壓住方形零件。再使用百分表分別接觸方形零件的對邊，慢慢旋轉主定位塊上微調螺釘，使兩邊同高，然后上緊主定位塊上的鎖緊螺釘。定位精度可達到±0.01mm以內。副定位塊的校正方法也一樣。然后固定好固定塊的位置，旋轉壓緊螺釘推動活動鉗口來壓緊方形零件，就完成裝夾，開始加工了。④第一個方形零件加工完成后，再做同一批量的相同外形尺寸的方形零件，不需要再調節(jié)定位塊了，就只要用壓緊螺釘裝夾就行了。⑤當方形零件還要再上數控銑床加工時，只需要將凸臺夾在通用虎鉗上即可，并接觸卡盤外圓來設定工件坐標系，所以在數控銑床上也可以實現快速定位。

3 設計優(yōu)點

快速定位通用卡盤的優(yōu)點是：①裝夾方式采用類似通用虎鉗的夾持方式，解決了四爪卡盤定位不準的問題。數控車床的卡盤夾住卡盤凸臺，實現對快速定位通用卡盤的固定和定位，主定位塊、固定塊、活動鉗口可以在主導軌槽的軌道上移動，調整主定位塊與活動鉗口之間的距離，能夾持不同大小的工件。②將工件放入到快速定位通用卡盤中，通過擰緊壓緊螺釘，使活動鉗口壓緊工件，這種結構簡單、使用方便，在使用時，只需要在放入第一個待加工工件時進行調節(jié)和校準，之后放入相同的待加工工件時，只需要擰緊壓緊螺釘就能固定加工工件，可實現零件的批量加工，生產效率較四爪卡盤大幅提高。③通過微調螺桿對主定位塊、副定位塊進行微調定位，在卡盤裝夾范圍內，可有效、快速地調節(jié)工件與卡盤的同軸度，方便了用戶更加精準的定位，提高了生產加工的效率。④通過鎖緊螺釘與螺母的共同作用分別可以將主定位塊、副定位塊、固定塊固定在主導軌槽上，結構穩(wěn)定，通用性強，使用方便，采用徑向定位和夾緊的方式，對于方形零件均可進行快速裝夾，而且不會產生夾痕。⑤結構簡單，制作成本低，可減少專用夾具的定制和使用，且應用范圍廣，可做數控銑床的置換夾具，實現多工藝方案加工。

4 動平衡設計

在旋轉體上設計不對稱結構，高速旋轉時會發(fā)生抖動現象，會影響機床高速切削的加工質量，因此，快速定位通用卡盤必需考慮動平衡問題。首先，主定位塊及其調整塊和微調螺桿的重量要與固定塊和活動鉗口的重量要大致相等，它們的位置也要以中心大致對稱，所以固定塊與活動鉗口之間的距離就是橫向對稱、平衡的關鍵因素，經過初步計算和實際驗證，固定塊與活動鉗口之間的距離控制在0.5～1mm之間是比較理想的。另外，縱向平衡也是應該考慮的。在卡盤的副定位塊對邊的外圓表面上應設計一個配重螺釘，它的重量應該與副定位塊及其調整塊和微調螺桿的重量減去T型槽的重量相同，并且可以自由調節(jié)伸出長度，經過初步計算和實際驗證，可采用M16×1.5，長40mm的內六角螺釘。

5 結語

快速定位通用卡盤的設計目的主要是為在方形零件上車孔用的，現在大部分工廠采用的都是某一款產品使用的固定尺寸的專用夾具，互換性低，雖然快速定位通用卡盤的成本比單一的夾具要高一些，但是快速定位通用卡盤的通用性是值得推廣的。

Research and Development of A Common Chuck Fixture

LIU Hao-lin
（Guangzhou Railway Vocational and Technical College，Guangzhou，Guangdong 510430，China）

The paper introduces quick positioning of universal chucks which is a common fixtures，whose design idea is: square parts need to process larger holes，if itusesmilling，roundness is difficult to guarantee and processing efficiency is low；if the use ofCNCmillingmachine boringholewill increase the cost.Thisuniversal jig improves the repeated positioning of the fourjaw chuck，the problem ofslow clamping，and can also be installed on themillingmachine，and the repeated positioning is convenientand accurate.

universal fixture；massproduction；positioningaccuracy

TG75

A

2095-980X（2017）05-0090-02

2017-04-23

劉灝霖，主要研究方向：數控。