數控銑打機夾具設計原理介紹

我公司在一種工件錐孔加工工藝改進時，為了提高錐孔加工工序加工精度及效率，加工設備由原來的通用機床加工升級為立式數控銑打機，加工工序由原來的多工序加工整合到一臺機床來完成。這樣需要對該工序加工夾具進行優化設計，針對工件加工特點，擬采用一種全新的夾緊定位方式，在保證加工精度和加工效率的同時，綜合考慮品種之間的快換性。

工件的結構特點及工藝分析

汽車轉向節，屬于異型零件，錐孔相對于其他部位有位置要求，本身精度要求較高，大端尺寸φ36±0.025mm，涂色面積不低于75%。其錐孔加工內容包括：①銑錐孔大口端面。②預鉆錐孔底孔。③粗鉸錐孔。④半精鉸錐孔。⑤精鉸錐孔。⑥(數控轉臺翻轉180°)銑錐孔小口端面保證尺寸50±0.25mm等6個工步，加工工藝改進前，該加工內容由5臺設備分5個工序來進行，生產效率較低、人員占用較多，且加工精度穩定性差。為此擬采用數控銑打機對這5步加工內容一次裝夾加工完成。

夾具設計思路分析

(1)由于加工設備采用立式數控銑打機，為了該工序加工的靈活性及自動化水平故采用數控轉臺加橋板的方式，夾緊方式采用液壓夾緊。

(2)根據工件的整體尺寸空間按同時加工兩件來設計，由于產品分左右，兩件同時放置可兼顧左右同時加工，以提高生產效率。

(3)根據工件加工設計基準來確定定位基準，在夾具設計時采用一種鎖緊彈套方式來對a處基準進行定位夾緊，b處平面基準采用定位盤方式。

(4)c處基準采用插拔定位心軸加U型定位槽設計，避免和b處定位基準產生定位干涉。適當提高工件主銷孔對稱度位置精度，盡可能縮小定位心軸與U型定位槽配合間隙，在進行角向定位的同時，承受錐孔加工鉆、鉸產生的切削載荷。在加工過程中工件受到的切削力較大，這種定位方式在保證定位精度的同時，對工件起到較好的支撐夾緊作用，有效防止了工件受力變形和自激振動，使切削過程平穩，達到較高的加工精度。

3夾具結構及各部件功能介紹

該夾具設計的實體三維圖和實體剖切圖，該夾具采用雙工位設計，同時裝夾兩個工件，夾緊定位采用液壓拉缸加鎖緊彈套設計，有效避免了轉角油缸壓爪對刀具加工路線產生的干涉。使用中具體安裝如圖4所示，其中U型定位卡槽在制作裝配時保證與定位心軸配合間隙為+0.05～+0.10mm、對稱度≤0.01mm，使該處配合在加工過程中對工件起到支撐定位作用，為了防止出現過定位現象，前道工序在加工時，保證工件c基準與a基準的對稱度≤0.04mm。鎖緊彈套起彈性定位、夾緊元件的作用，材質為65Mn，熱處理。

1.工件　2.插拔式定位心軸　3.U型定位卡槽

4.橋板　5.定位盤　6.鎖緊彈套

7.液壓拉缸活塞　8.液壓拉缸缸體

4夾具操作及動作流程

工件在放入夾具前，先將定位心軸穿入工件主銷孔中;然后將工件a定位基準軸頸處放入鎖緊彈套中(由于液壓拉缸在原位處，這時鎖緊彈套處于回彈張開狀態)，定位心軸定位端放入U型定位卡槽內，同時工件b基準在自重作用下附緊定位盤;起動機床夾具鎖緊按鈕，液壓拉缸動作拉緊鎖緊彈套，由于彈套鎖緊時有自定心作用，對工件加工基準a起到定位夾緊作用，同時彈套鎖緊時的軸向運動，拉動工件緊緊貼在定位盤上，對工件起到定位夾緊作用。

5夾具使用及設計時應注意的問題

(1)前工序應當保證c處定位基準孔的加工精度，確保定位心軸。

(2)與c基準孔的配合間隙，此處會影響工件周向定位精度。

(3)由于鎖緊彈套為開口設計，在彈套上面應增加防塵蓋，防止加工過程中產生的鐵屑落入彈套開口中，致使彈套無法鎖緊，從而降低夾緊力和定位精度。

(4)液壓拉缸活塞直徑尺寸設計應進行拉緊力測算，拉緊力過大會將工件拉變形，拉緊力過小在加工過程中工件會產生松動，影響加工精度，嚴重時會對刀具產生損壞。

6、結語

(1)此夾具設計結構簡潔，夾具制作簡單，后期維護方便。

(2)定位基準選擇準確，保證了錐孔的位置精度。

(3)夾具夾持力穩定，工件支撐合理，減少了加工過程中的變形和振動。

(4)同類工件產品切換快捷，有效避免了轉角油缸壓爪對工件或刀路產生的干涉。自夾具應用于批量工件生產以來，運行較為穩定，此夾具的設計理念對產品其他工序有一定的啟發作用。