引言

在機(jī)加工領(lǐng)域,普車(chē)是最常見(jiàn)的機(jī)床,用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋,采用相應(yīng)的刀具和附件,還可進(jìn)行鉆擴(kuò)孔、攻絲、滾花等,精度較高,設(shè)備投入成本較低,應(yīng)用廣泛。

目前,國(guó)內(nèi)一些小規(guī)模機(jī)加工廠由于機(jī)床種類(lèi)單一、精度低等原因,在對(duì)側(cè)面有較高形位公差要求孔的長(zhǎng)板類(lèi)零件或?qū)Ω鞣N形狀復(fù)雜、小尺寸、小批量工件加工時(shí),存在較大難度。因此在普車(chē)上設(shè)計(jì)出多功能夾具是提高加工效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度可行的方法。

1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀

在機(jī)床上使用夾具,主要功能是對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊?，F(xiàn)代生產(chǎn)中,機(jī)床夾具是一種不可或缺的工藝裝備,直接影響加工精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品制造成本,因此機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。

國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)表明,中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種占工件種類(lèi)總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)也要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng),傳統(tǒng)夾具已經(jīng)不能滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)要求。

2多功能夾具創(chuàng)新設(shè)計(jì)

2.1普車(chē)刀架多功能夾具

2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容

根據(jù)加工要求,設(shè)計(jì)多功能夾具,包括百分表、車(chē)床中托板、用于鎖緊中托板與車(chē)床導(dǎo)軌的中托板鎖緊螺釘、刀架、彎折端通過(guò)刀架螺栓與刀架固定連接的U形夾板和支撐架,貫穿U形夾板的上端、下端分別安裝6個(gè)用于夾緊U形夾板內(nèi)待加工工件的夾緊螺栓,在U形夾板遠(yuǎn)離彎折端一側(cè)的下端面通過(guò)凹坑與中托板上的可調(diào)節(jié)支撐釘連接,支撐架通過(guò)連接螺柱連接底板,且通過(guò)底板安裝在車(chē)床導(dǎo)軌上,底板可沿導(dǎo)軌滑移(圖1）。

加工時(shí),把板類(lèi)工件安裝在U型夾板的U形槽內(nèi),調(diào)節(jié)U型夾板下面的6個(gè)夾緊螺栓,螺栓頂起墊板,上下調(diào)整墊板上的工件,找到工件的中心位置,擰緊U形夾板上面的夾緊螺栓。調(diào)節(jié)可調(diào)支撐釘?shù)母叨?使其與U型夾板下面的凹坑接觸,起到支撐工件的作用。因工件為長(zhǎng)板,把支撐架移動(dòng)到工件合理的支撐位置處,鎖緊連接螺柱,使待加工的長(zhǎng)工件處于水平狀態(tài),便于加工:此時(shí)將百分表和中托板配合使用,通過(guò)百分表和車(chē)床刻度盤(pán)的讀數(shù)來(lái)保證工件的形位公差,可以將加工精度控制在0.01～0.05mm范圍內(nèi)。此外,在U形夾板的凹槽下端安裝有墊板,從而有效防止待加工工件與U形夾具之間出現(xiàn)磨損,損傷待加工工件。

2.1.2工作原理

加工長(zhǎng)板類(lèi)工件時(shí),將長(zhǎng)板一端通過(guò)U形夾板1夾緊,長(zhǎng)板的尾部或中間通過(guò)支撐架11支撐,使待加工長(zhǎng)板處于水平狀態(tài):加工前擰緊中托板鎖緊螺釘6,消除中托板的間隙,進(jìn)行側(cè)面孔加工時(shí),先在主軸14上安裝盤(pán)銑刀,對(duì)工件進(jìn)行表面加工提高其平面度,再在主軸14上安裝鉆夾頭,進(jìn)行鉆孔、較孔、攻絲等操作,利用普車(chē)的縱向、橫向自動(dòng)進(jìn)給原理還可進(jìn)行自動(dòng)加工:此時(shí)將磁力座的百分表安裝在車(chē)床導(dǎo)軌8上配合使用,通過(guò)百分表和車(chē)床刻度盤(pán)的讀數(shù)來(lái)保證工件的形位公差。通過(guò)U形夾板1與支撐架11的配合使長(zhǎng)板處于水平穩(wěn)固狀態(tài),通過(guò)百分表和刻度盤(pán)的度數(shù)配合,即可解決長(zhǎng)板類(lèi)工件側(cè)面上有較高形位公差要求孔加工困難的問(wèn)題。

2.2普車(chē)C形多功能夾具

2.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容

根據(jù)加工要求,設(shè)計(jì)C形多功能夾具,包括用于鎖緊中托板與大托板的中托板鎖緊螺釘、刀架、通過(guò)刀架螺釘與刀架固定連接的C形夾具體,安裝在C形夾具體上凹槽內(nèi)的上壓塊,安裝在C形夾具體上平面并與上壓塊4U形槽接觸的C形夾具體螺釘,通過(guò)螺紋連接固定安裝在上壓塊上并插入到C形夾具體上平面的長(zhǎng)槽內(nèi)的上壓塊定位銷(xiāo),放置在C形夾具體2的下凹槽內(nèi)與下凹槽的下表面接觸的下墊鐵,放置在C形夾具體的下凹槽內(nèi)與下墊鐵的上表面接觸的下壓塊,與下壓塊的上面接觸并與C形夾具體凹槽的右面接觸的右墊板,通過(guò)螺紋連接固定安裝在右墊板上的右墊板手柄(圖2)。

安裝完成后,把三角形、四邊形、六邊形等各種形狀復(fù)雜的工件放在下壓塊上,使工件的下表面與下壓塊的上表面接觸,工件的側(cè)面與右墊板接觸,選擇合適的下墊鐵厚度,使工件居于待加工的高度。上下移動(dòng)上壓塊,使其與工件的上表面接觸,調(diào)節(jié)C形夾具體上的兩個(gè)C形夾具體螺釘,使C形夾具體螺釘與上壓塊的U形凹槽接觸,擰緊C形夾具體螺釘,對(duì)工件進(jìn)行夾緊定位。若需要加工孔類(lèi)零件,則在工件夾緊時(shí)通過(guò)右墊板調(diào)整讓刀間隙,避免加工時(shí)鉆頭損壞夾具,工件夾緊后將右墊板抽出,使工件與C形夾具體凹槽右平面之間留有空隙。

其次,在上壓塊的下表面縱向開(kāi)有一個(gè)大的V形槽,橫向開(kāi)有多個(gè)V形槽。下壓塊包含兩種類(lèi)型,第一種上表面縱向開(kāi)有一個(gè)大的V形槽,橫向開(kāi)有多個(gè)V形槽:第二種上表面開(kāi)有方形槽,在方形槽的左右根部開(kāi)有削距槽,削距槽可以起到使工件平面與下壓塊方形槽平面更好接觸的作用。

通過(guò)上述技術(shù),第一種類(lèi)型的下壓塊配合上壓塊使用可以?shī)A緊四邊形、六邊形等形狀的零件,第二種類(lèi)型的下壓塊配合上壓塊使用可以?shī)A緊三角形形狀的零件。根據(jù)待加工零件的形狀不同,可以快速便捷地更換合適的下壓塊。

2.2.2工作原理

加工各種形狀復(fù)雜的小工件時(shí),將C形夾具安裝在普車(chē)刀架上,并配合使用百分表和中托板、大托板進(jìn)行校驗(yàn),以保證C形夾具與主軸的垂直度和平面度達(dá)到加工要求。根據(jù)工件的尺寸和形狀選擇合適厚度的下墊鐵9和合適形狀的下壓塊8,將工件通過(guò)C形夾具2夾緊,完成工件的定位:加工前擰緊中托板鎖緊螺釘1,消除中托板10的間隙。在主軸上安裝各種類(lèi)型的刀具,并利用普車(chē)的縱向、橫向自動(dòng)進(jìn)給原理即可對(duì)工件自動(dòng)加工:此時(shí)將百分表安裝在車(chē)床床身上配合使用,通過(guò)百分表和車(chē)床刻度盤(pán)的讀數(shù)來(lái)保證工件的形位公差。本實(shí)用新型可解決在工件精度要求不高的情況下利用普車(chē)對(duì)各種形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行加工的問(wèn)題。

3多功能夾具的優(yōu)勢(shì)

3.1保證加工精度

對(duì)側(cè)面有較高形位公差要求孔的長(zhǎng)板類(lèi)工件以及復(fù)雜形狀的工件,可以通過(guò)多功能夾具來(lái)保證工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置,通過(guò)百分表讀數(shù)來(lái)控制夾具的定位誤差。待加工工件的定位尺寸無(wú)須通過(guò)常規(guī)的測(cè)量劃線來(lái)保證?？梢栽诙喙δ軍A具上進(jìn)行測(cè)量定位,方便下一工件的直接安裝,對(duì)于不同尺寸的工件還可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。

3.2提高加工效率

通過(guò)多功能夾具,方便、快捷地安裝待加工工件,只需通過(guò)鎖緊螺栓進(jìn)行定位和夾緊,不需要每次裝夾均進(jìn)行校正工件和對(duì)刀,顯著減少了加工時(shí)的輔助時(shí)間,并且不同于常用的三爪卡盤(pán),也提高了工件的剛性以及加工效率。

3.3擴(kuò)寬機(jī)床加工范圍

多功能夾具可以在普車(chē)上直接安裝使用,無(wú)須更換其他高精度機(jī)床,拓寬了機(jī)床的加工范圍,同時(shí)可有效降低廢品率,對(duì)小規(guī)模機(jī)械加工廠來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

4結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際生產(chǎn)加工中,使用本文所設(shè)計(jì)的多功能夾具,對(duì)比以往的生產(chǎn)方式,節(jié)省了輔助時(shí)間,效率明顯提高,定位精度準(zhǔn)確,有效保證了加工效率,并且所生產(chǎn)工件符合加工要求,拓寬了機(jī)床使用范圍,具有一定的推廣價(jià)值。