機(jī)加工高效不停車夾具

陳偉斌

(汕頭市高級(jí)技工學(xué)校，廣東 汕頭515000)

0 前言

在機(jī)械行業(yè)中，加工曲軸法蘭盤的最終成形工藝過程中，一般采用傳統(tǒng)的定位夾緊方式是一端用三爪卡盤夾持一頭，另一端用中心孔定位，然后再校正，夾緊，最后加工。 由于以上工藝對(duì)于該曲軸零件加工中，存在以下幾個(gè)問題：（1）由于對(duì)曲軸零件實(shí)施加工以前，小頭外圓已精磨成形，小頭處有外螺紋用三爪夾緊此處易造成小頭外圓螺紋碰傷卡傷，已加工面被損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成曲軸報(bào)廢。 （2）由于該工序精車余量很小，實(shí)際加工時(shí)間較短，這樣相對(duì)裝卸工件就占用了一半以上的時(shí)間，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，曲軸零件的裝卸都必須在停車之后才能進(jìn)行，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工。 針對(duì)上述問題，結(jié)合曲軸機(jī)加工實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一套高效不停車夾具。

1 不停車夾具的設(shè)計(jì)原理與裝卸過程

不停車夾具設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是采用一個(gè)傳動(dòng)套和兩個(gè)接套兩部分組，如圖1 裝配圖所示，傳動(dòng)套6 內(nèi)的移動(dòng)頂尖5 可在套筒13，14孔內(nèi)作軸向滑動(dòng)，鎖緊螺母1 可調(diào)整移動(dòng)頂尖施加一個(gè)方向向右的作用力。 接套10 上的半圓鍵9 起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，用兩根拉伸彈簧17穿過半圓鍵上的兩個(gè)孔繞接套一周后搭接，接套孔中銅襯套8 的作用是保護(hù)小頭外圓表面不受損傷，錐面的作用是傳遞轉(zhuǎn)矩。裝夾時(shí)，先將傳動(dòng)套在三爪卡盤上夾緊，然后將接套插入曲軸小頭部位，注意要小頭頂端一定要頂?shù)剿理敿?，還要使半圓鍵與小頭鍵槽要配合。 按圖示方法定位后，利用吊車移到車床上用尾座頂尖頂緊即可加工。 加工完畢后，退回頂尖一段距離，利用移動(dòng)頂尖在壓縮彈簧的作用下頂出接套，則傳動(dòng)套與接套脫離，這時(shí)，傳動(dòng)套繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，而移動(dòng)頂尖、接套和曲軸等則停止轉(zhuǎn)動(dòng)，用吊車吊住曲軸，退回頂尖，即可卸下接套與曲軸，再?gòu)慕犹咨闲断虑S。同時(shí)在進(jìn)行加工過程中，可將另一個(gè)接套與待加工的曲軸進(jìn)行先裝夾，等到在加工的曲軸加工完畢后，卸下接套與曲軸，同時(shí)在不停車的情況下裝上接套與曲軸，頂緊頂尖，這時(shí)移動(dòng)頂尖在壓縮彈簧的作用下繼續(xù)頂緊接套實(shí)施加工。 這樣，在完全不停車的情況下，完成了曲軸的裝卸，生產(chǎn)效率大大提高。

圖1

2 曲軸零件的工藝分析

曲軸零件如圖中11 所示，曲軸零件為半精加工零件，零件大部分已經(jīng)精加工，剩下要精加工的工序?yàn)榫嚽S法蘭盤外加圓，切槽，倒角及端面，由于該工序精車余量很小，工件外圓直徑較大，在實(shí)際加工中，選用車床為旋轉(zhuǎn)直徑為300mm 以上，轉(zhuǎn)速控制在150 轉(zhuǎn)/分左右，進(jìn)行加工速度要較慢，實(shí)際進(jìn)給量為0.1mm/轉(zhuǎn)左右，實(shí)際加工時(shí)間較短，裝卸工件時(shí)間較，生產(chǎn)效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，曲軸零件的裝卸都必須在停車之后才能進(jìn)行，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工。 針對(duì)上述問題，結(jié)合曲軸機(jī)加工實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一套高效不停車夾具。

3 設(shè)計(jì)不停車夾具的結(jié)構(gòu)分析

該不停車夾具主要由傳動(dòng)套和接套兩大部分組。

3.1 傳動(dòng)套結(jié)構(gòu)與部件的選用

傳動(dòng)套主要起到主軸傳動(dòng)的作用，同時(shí)又起到當(dāng)卸工件時(shí)可以頂開接套部分與工件。 如圖1 所示，該傳動(dòng)套結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)套、鎖緊螺母、彈性檔圈、軸承、套簡(jiǎn)、壓縮彈簧和活動(dòng)頂尖等幾部分組成。

傳動(dòng)套：傳動(dòng)套的作用主要是傳動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)，由于是被夾緊零件，采用調(diào)質(zhì)鋼材料，零件右端為配合端，為了定心和傳遞轉(zhuǎn)矩，一般做成錐孔形狀，為更好的傳遞轉(zhuǎn)矩，表面粗糙度應(yīng)不大于Ra 1.6，錐孔面要有足夠的配合長(zhǎng)度，以防止打滑損傷夾具，錐半角應(yīng)控制在10°左右，太小容易自鎖，太大易造成傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足而打滑錐半角一般在。

鎖緊螺母：鎖緊螺母的作用是向移動(dòng)頂尖施加一個(gè)可調(diào)的，方向向右的作用力。

彈性檔圈：圖中兩個(gè)彈性檔圈起到軸承限位作用，分別用擋圈72 GB893-76 與擋圈85 GB893-76 的孔用彈性檔圈。

軸承：兩個(gè)軸承在圖中的作用是使移動(dòng)頂尖不隨主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)面轉(zhuǎn)動(dòng)。 分別用滾動(dòng)軸承207 GB176-64 與滾動(dòng)軸承209 GB176-64 的單列向心軸承。

套簡(jiǎn)：套簡(jiǎn)的材料為青銅料，其作用是移動(dòng)頂尖在移動(dòng)時(shí)起到耐磨作用。

壓縮彈簧：壓縮彈簧的作用是在卸掉尾座頂尖的同時(shí)，把接套與零件頂出傳套錐面，卸掉轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過調(diào)試，選擇合式的壓縮彈簧。

活動(dòng)頂尖：活動(dòng)頂尖的作用是配合壓縮彈簧來對(duì)接套與零件卸掉轉(zhuǎn)矩。

3.2 接套結(jié)構(gòu)與部件的選用（兩件）

接套主要起到工件與傳動(dòng)套的連接，定心與傳遞轉(zhuǎn)矩等作用。 如圖1 所示，該接套結(jié)構(gòu)由接套、死頂尖，銅襯套、拉伸彈簧和半圓鍵等幾部分組成。

接套：接套主要傳遞轉(zhuǎn)矩到零件上，由于零件要與傳動(dòng)套作錐度配合，為更好的傳遞轉(zhuǎn)矩，零件做成錐面形狀，也采用調(diào)質(zhì)鋼材料，表面粗糙度應(yīng)不大于Ra 1.6，錐面也要有足夠的配合長(zhǎng)度，以防止打滑損傷夾具，錐半角應(yīng)控制在10°左右，太小容易自鎖，太大易造成傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足而打滑。

死頂尖：起到工件定心作用。

銅襯套：作用是為了保護(hù)零件小頭外圓螺紋的損傷。

拉伸彈簧：兩根拉伸簧穿過圓鍵上的兩個(gè)孔繞接，利用半圓鍵定位。

半圓鍵：利用拉伸彈簧起到定位作用，注意的是半圓鍵工作面與鍵槽的配合間隙不易過大（0.05mm 左右），否則會(huì)影響夾具的使用壽命。

3.3 注意事項(xiàng)

1）傳動(dòng)套錐面與接套錐面表面粗糙度應(yīng)不大于Ra 1.6。

2）兩錐面要有足夠的配合長(zhǎng)度，以防止打滑損傷夾具。

3）錐半角應(yīng)控制在10°左右，太小容易自鎖，太大易造成傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足而打滑。

4）半圓鍵工作面與鍵槽的配合間隙不易過大（0.05mm 左右），否則會(huì)影響夾具的使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

本次針對(duì)曲軸零件精加工序設(shè)計(jì)此夾具在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，簡(jiǎn)化了裝夾難度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和操作技術(shù)要求，從而提高了加工質(zhì)量和工作效率。最后說明，該不停車夾具具有一定的通用，不只針對(duì)該曲軸零件，還可以根據(jù)曲軸零件的技術(shù)要求，重新設(shè)計(jì)接套，使曲軸零件可以在不停車的時(shí)候進(jìn)行裝夾。

［1］吳宗澤,羅圣國(guó),主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社.

［2］陳秀寧,主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].2 版.浙江大學(xué)出版社.

［3］王季琨,沈中偉,劉錫珍,主編.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].天津大學(xué)出版社.