中國(guó)象棋工藝品加工專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)

摘 要：根據(jù)中國(guó)象棋工藝品的外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在數(shù)控銑床/加工中心上用三爪卡盤(pán)和機(jī)用虎鉗在裝夾遇到的問(wèn)題和加工時(shí)存在的不足，進(jìn)行綜合分析設(shè)計(jì)制造了一套專(zhuān)用夾具，從而提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：專(zhuān)用夾具中國(guó)象棋數(shù)控銑床 加工中心 加工步驟

中圖分類(lèi)號(hào)：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（a）-0-01

在追求高效自動(dòng)化生產(chǎn)方式的時(shí)代，機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)越來(lái)越多地采用數(shù)控機(jī)床作為高效生產(chǎn)裝備。為完成需要的加工工序，裝配工序及檢驗(yàn)工序等，從使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少?gòu)U品，擴(kuò)大機(jī)床的工作范圍，改善操作者的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造中一項(xiàng)重要的工藝裝備。

1 機(jī)床所有的夾具可以分為兩大類(lèi)

第一類(lèi)是由機(jī)床附件廠或?qū)ｉT(mén)的工具制造廠制造的，如三爪卡盤(pán)、機(jī)用虎鉗、分度頭等。它們具有通用性，稱(chēng)之為通用夾具。第二類(lèi)是專(zhuān)為某個(gè)零件的某工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。它們具有專(zhuān)用性，稱(chēng)之為專(zhuān)用夾具。在小批量生產(chǎn)或試制時(shí)所用的組合夾具，也是專(zhuān)用夾具的一種。專(zhuān)用夾具在成批或流水線生產(chǎn)中，大部公的機(jī)床夾具都是專(zhuān)用夾具，如鉆床、銑床/加工中心、專(zhuān)用機(jī)床等，生產(chǎn)流水線和自動(dòng)生產(chǎn)線上更是如此。因此，專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)制造，應(yīng)用在機(jī)械加工中，確實(shí)發(fā)揮了很大的作用。

2 專(zhuān)用夾具制造批量少，它的設(shè)計(jì)過(guò)程分為兩個(gè)階段

第一階段是從調(diào)查研究到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的階段，第二階段是經(jīng)過(guò)制造、調(diào)整到修改完善原設(shè)計(jì)圖紙的階段。設(shè)計(jì)的第一階段是夾具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵階段，這個(gè)階段的工作好壞，決定著夾具的制造質(zhì)量和使用質(zhì)量。設(shè)計(jì)的第二階段也是非常重要的，只有通過(guò)這個(gè)階段才能考查原來(lái)的設(shè)計(jì)是否符合預(yù)期的要求。夾具的設(shè)計(jì)需要調(diào)查以下幾個(gè)方面：①熟悉零件圖紙，了解其形狀、尺寸、精度、技術(shù)要求；②熟悉工藝，了解各工序之間的相互關(guān)系，本工序前有關(guān)表面粗糙度及位置尺寸，本工序的工藝要求；③了解所用設(shè)備的特性、精度，有關(guān)尺寸及其與夾具連接的形式；④了解所用刀具的有關(guān)尺寸及其與夾具配合要求；⑤了解加工特性。該文現(xiàn)就以實(shí)際加工中國(guó)象棋過(guò)程中針對(duì)其外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為例，簡(jiǎn)述其專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。中國(guó)象棋，古代叫“象戲”。大約起源于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。中國(guó)象棋在我國(guó)家喻戶(hù)曉，愛(ài)好者數(shù)以?xún)|計(jì)，它和其他棋類(lèi)活動(dòng)一樣，不僅能豐富人們文化生活，陶冶情操，而且有助于開(kāi)發(fā)智力。啟迪思維，鍛煉辯證分析能力，培養(yǎng)頑強(qiáng)

意志。

3 中國(guó)象棋在數(shù)控機(jī)床上加工步驟

①在數(shù)控車(chē)床加工象棋成型毛坯。如下圖1所示：（切斷時(shí)大約留0.3 mm余量）②數(shù)控銑床/加工中心加工象棋上的字：先用面銑刀鏟去余量（如圖2所示），再用雕刻刀在工件上雕刻象棋上的字。如圖3所示。

3.1問(wèn)題的出現(xiàn)

中國(guó)象棋的外形為圓弧形，該文設(shè)計(jì)的象棋圓弧為R12，如圖1所示。鑒于它的外形為圓弧形，由于用機(jī)用虎鉗裝夾數(shù)控車(chē)床加工的成型零件或用三爪卡盤(pán)裝夾加工成型零件，必定會(huì)夾傷工件，因接觸的面積只是圓弧的最高點(diǎn)，所有的夾緊力都集中在這里，當(dāng)要提高生產(chǎn)效率時(shí)，由于裝夾剛性達(dá)不到加工要求，受力過(guò)大，工件很容易滑動(dòng)，影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量，使產(chǎn)品合格率較低，不能滿(mǎn)足產(chǎn)品批量生產(chǎn)需要。

3.2 解決方案提出

針對(duì)上述問(wèn)題的出現(xiàn)結(jié)合實(shí)際加工情況，提出夾具的設(shè)計(jì)方案。整體設(shè)計(jì)如裝配圖4所示：依照數(shù)控銑床/加工中心銑刀套鎖刀原理：通過(guò)螺紋鎖緊彈簧夾頭來(lái)夾緊銑刀。如圖5所示。

設(shè)計(jì)一個(gè)，內(nèi)孔形狀與象棋一致的但高度要低于象棋的螺紋螺母蓋和一個(gè)螺紋連接柄，通過(guò)螺母蓋與螺紋連接柄配合來(lái)鎖緊成型象棋毛坯。由于這個(gè)夾具是沒(méi)有辦法直接裝夾在數(shù)控銑床/加工中心的工作臺(tái)上，所以只能再通過(guò)與機(jī)用虎鉗或者三爪卡盤(pán)來(lái)組成夾具來(lái)裝夾在數(shù)控銑床/加工中心的工作臺(tái)上。

4 解決方案的優(yōu)點(diǎn)

4.1 中心基準(zhǔn)定位問(wèn)題

在數(shù)控銑床/加工中心加工象棋中，因?yàn)閷?duì)刀是依靠工件或夾具來(lái)對(duì)刀定位。此夾具的定位是靠螺母蓋和一個(gè)螺紋連接柄的緊密配合來(lái)鎖緊象棋成型毛坯，只要螺母蓋內(nèi)的圓弧與象棋毛坯圓弧尺寸一致就能保證中心基準(zhǔn)的定位，這一點(diǎn)很容易達(dá)到，而且二次裝夾定位準(zhǔn)確，減少對(duì)刀的時(shí)間（如圖6所示）。而機(jī)用虎鉗在二次裝夾中心基準(zhǔn)定位很難保證一致，增加了對(duì)刀時(shí)間；三爪卡盤(pán)二次裝夾中心基準(zhǔn)定位雖然能保證，但加工效果不好。

4.2 夾具的剛性

此夾具的定位是靠螺母蓋和一個(gè)螺紋連接柄的緊密配合來(lái)鎖緊象棋成型毛坯，這樣的整體配合性較強(qiáng)，剛性較好，對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量有了較好的提高。而用機(jī)用虎鉗或三爪卡盤(pán)裝夾象棋成型毛坯時(shí)剛性不好，很難保證加工要求。

4.3 裝卸方便

此夾具在裝卸工件是通過(guò)板手裝卸可以靈活快速，而二次裝夾的定位也比較準(zhǔn)確，這種生產(chǎn)工藝能滿(mǎn)足批量生產(chǎn)的要求。過(guò)程方便，如圖7所示：

綜上所述等優(yōu)點(diǎn)，中國(guó)象棋工藝品在數(shù)控銑床/加工中心加工的專(zhuān)用夾具對(duì)加工的質(zhì)量、效率有了很大的提高。

5 方案的完善與技術(shù)延伸

中國(guó)象棋工藝品在數(shù)控銑床/加工中心加工的專(zhuān)用夾具是基于數(shù)控銑刀套鎖刀原理而設(shè)計(jì)。本套夾具的缺點(diǎn)只是針對(duì)象棋唯一外形圓弧而設(shè)計(jì)。而數(shù)控銑刀鎖刀套采用不同直徑的彈簧夾頭來(lái)實(shí)現(xiàn)裝夾直徑大小不同的刀具。基于這一點(diǎn)，展望本套專(zhuān)用夾具可以參考數(shù)控銑刀鎖刀原理，可以在本套夾具加工加入內(nèi)圈，通過(guò)不同圓弧內(nèi)圈來(lái)裝夾不同圓弧成型毛坯，功能就能像數(shù)控銑刀鎖刀的彈簧夾頭一樣，應(yīng)用范圍更廣闊。

6 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)象棋工藝品夾具的設(shè)計(jì)是根據(jù)其圓弧結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和機(jī)床加工實(shí)際條件的限制而設(shè)計(jì)，是本人實(shí)際的加工過(guò)程中遇到的問(wèn)題，不斷完善的結(jié)果。實(shí)踐證明：夾具二次裝夾定位準(zhǔn)確，只要一次對(duì)刀，便可以重復(fù)調(diào)用程序來(lái)加工，在加工中使用該夾具，使加工質(zhì)量，加工效率太太提高。適合批量加工成型毛坯象棋工藝品。

參考文獻(xiàn)

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