銑工夾具旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計改進

張云海

【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，并對典型的銑工夾具中存在的問題進行討論分析，然后對夾具旋轉(zhuǎn)中心的設(shè)計改進提出意見和建議。一達到既能提高生產(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)計改進

0.前言

在銑床的銑削加工中，通常會用到各種夾具隨著工作臺一起運作。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，不會因為機床的機械振動而產(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給式夾具、圓周式夾具、靠模進給式、組合夾具等。它們在用法上會根據(jù)機床加工特點各有不同。

1.銑床夾具的特點

傳統(tǒng)的銑床夾具具有以下幾種特點：第一，銑床夾具的夾力要足夠大，由于機床在加工中會產(chǎn)生震動，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度要求非常高。第三，夾具的安裝要求嚴格，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)計改進方式

2.1直線進給式銑床夾具的設(shè)計與改進

直線進給式銑床夾具，這種夾具是通過其部件上的一組板塊和支撐丁實現(xiàn)定位。然后通過移動手柄以及浮動盤的移動以及定位鍵的操作實現(xiàn)定位和加緊。若將夾具兩端分為A和B，按習慣設(shè)計的夾具，先加工好A處，再旋轉(zhuǎn)180。角度到銑B處。但在實際生產(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定位刻度加工B處.若稍一疏忽，則會生成加工不良甚至產(chǎn)品報廢。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，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)過程變得十分復雜。在設(shè)計中，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間，實現(xiàn)定位的準確，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

這種圓周式夾具由拉桿、定位銷、開口、擋銷、轉(zhuǎn)臺和液壓缸組成。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)計上，需要通過分析計算，對夾具旋轉(zhuǎn)中心的角度進行調(diào)整，對它的軸承蓋進行改造，在夾具上同時安裝10個工件，由電動機帶動回轉(zhuǎn)工作，以實現(xiàn)高效生產(chǎn)。

2.3靠模進給式夾具的改進方式

靠模進給式夾具主要通過定向鍵（即定位件）的設(shè)計和改造，來提高它的性能。通常定向鍵通過與銑床工作臺上的形槽配合確定夾具在機床上的正確位置；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

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，要求能夠準確定位后，起到固定、夾緊的作用。

3.其它銑工手動夾具的改進方式

3.1夾緊器的設(shè)計改造

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)特點是，通過上夾頭與捏手的鉚接點、兩捏手的鉚接點、下夾頭與捏手的鉚接點、三點共線來實現(xiàn)其自鎖。

3.2對手用鋼鋸片修磨器的構(gòu)造的設(shè)計改進

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間過長，鋼鋸片的鋸齒出現(xiàn)磨壞的現(xiàn)象。當鋸齒嚴重磨損后，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，由于鋸片的齒距大于鋸削件的厚度，或者起鋸的角度不當，都會造成鋸片鋸齒的損壞。對于修磨器旋轉(zhuǎn)中心，齒輪的設(shè)計要求非常高。已知凸輪的運動規(guī)律0～6°上升3mm，60°～250°停止運動，250°～266°下降了3mm，266°～360°停止不動。按照這個規(guī)律，對旋轉(zhuǎn)中心部件進行調(diào)整，以提高修磨器工作效率。

3.3活動頭開口扳手旋轉(zhuǎn)中心的優(yōu)化設(shè)計

在銑床加工中，拆卸、回裝中會用到活動頭開口扳手。有些情況下甚至會采用廠家配備的幾十公斤重的開口固定扳手，會因為工作空間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行受力分析，當扳手順時針旋轉(zhuǎn)時，螺母受到順時針方向的力偶矩作用；而扳手頭部則受到逆時針方向的力偶矩作用；當扳手逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，螺母受到逆時針方向的力偶矩作用，而扳手頭部則受到順時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的，即具有中心旋鈕，然后制作上活動頭及下活動頭，活動頭與母板配鉆銷釘孔和固定孔，然后組裝即成。使用時可根據(jù)角度的需要，取下一固定螺栓，讓，一活動頭活動，另一活動頭固定不動，即可達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)取Ｔ谠O(shè)計中，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)中所用的標準絲錐鉸杠只有一個夾持位置，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固定套筒，活動套簡與鉸杠了用平鍵連接，只能軸向移動。在固定套筒的右端和活動套筒的左端端面上都銑有四個大小不等的90OV形槽，以形成四個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，達到了提高生產(chǎn)效率的目的。

4.結(jié)語

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

【參考文獻】

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

[2]鄭天丕.軍用繼電器標準淺析（二）[J].機電元件，1994，14（2）：48）53.

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