數(shù)控磨床夾具設(shè)計(jì)的改進(jìn)

孫建霞

摘 要：夾具是產(chǎn)品制造中十分重要的工藝裝備之一，它的質(zhì)量、工作效率和可靠性對(duì)產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率起著決定性作用。通過介紹數(shù)控磨床和夾具的概念，闡述了夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容，全面分析了從定位到誤差分析，再到確保加工精度的內(nèi)容，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：夾具裝配；螺栓；夾緊力；加工精度

中圖分類號(hào)：TG502 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.108

在機(jī)床加工過程中，加工工藝系統(tǒng)由機(jī)床夾具、機(jī)床、刀具和工件組成。夾具設(shè)計(jì)要兼顧工藝系統(tǒng)中的不同內(nèi)容，要考慮刀具干涉、機(jī)床規(guī)格（比如工作臺(tái)回轉(zhuǎn)半徑、行程極限）等問題。應(yīng)用進(jìn)口、高效的數(shù)控設(shè)備，在提高了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)水平的同時(shí)，也改變了高精度夾具的加工制造能力。只有充分考慮現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的使用條件，才可以通過改變夾具方案、加工方法等提高夾具的設(shè)計(jì)制造效率。最簡(jiǎn)單、高效的方法即為最佳的方法。

我公司進(jìn)口的一臺(tái)數(shù)控端面內(nèi)控外圓復(fù)合磨床使用的夾具國(guó)內(nèi)無法制造，只能委托原夾具制造商制造，所以，公司一直使用隨機(jī)附帶的2個(gè)夾具加工2種產(chǎn)品，設(shè)備利用率比較低。為了降低夾具成本，提高機(jī)床的利用率，夾具的國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。

1 問題分析

通過分析數(shù)控端面內(nèi)控外圓復(fù)合磨床的工作原理，隨機(jī)附帶夾具與其他內(nèi)圓磨床的相同之處是夾具體均為彈性膜片，不同的是工件的夾緊元件。用進(jìn)口機(jī)床加工工件時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速高，在加工工件后端面時(shí)，會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生向前的拉力。在設(shè)計(jì)夾緊元件時(shí)，采用整體焊接的形式，并將夾緊用的卡爪設(shè)計(jì)為安裝在座體孔內(nèi)的，卡爪頭部采用三角形楔塊的形式。

2 夾具的設(shè)計(jì)難點(diǎn)

這個(gè)夾具的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是，它為整體焊接結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有條件無法加工制造；難以確定卡爪（3個(gè)）頭部三角形楔塊的角度，并在加工時(shí)難以保證它的一致性和對(duì)稱性。

3 新設(shè)計(jì)方案

在模具設(shè)計(jì)中，難以控制加工時(shí)的尺寸和精度，常常在總成裝配時(shí)依靠調(diào)整法獲得相應(yīng)的精度。鑒于此，可以對(duì)原夾具進(jìn)行解體設(shè)計(jì)，用螺栓連接組裝，通過調(diào)整法獲得所需的精度。在解體設(shè)計(jì)中，需要注意以下幾點(diǎn)：①在設(shè)計(jì)零件時(shí)，要制訂必要的基準(zhǔn)作為整個(gè)夾具裝配調(diào)整的基準(zhǔn)；②對(duì)于工件齒數(shù)不能被3整除的工件，考慮到進(jìn)口機(jī)床轉(zhuǎn)速比較高，應(yīng)合理選擇各零件的尺寸和公差，避免夾具在使用過程中運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡而出現(xiàn)加工振紋或工件不合格的問題；③為了擴(kuò)大夾具的使用范圍，應(yīng)考慮一定的調(diào)整范圍，以滿足加工不同大小工件的需求，避免不必要的重復(fù)設(shè)計(jì)；④因?yàn)槠胀ゴ搽y以保證卡爪頭部三角形楔塊的加工精度和一致性，所以，應(yīng)充分利用進(jìn)口數(shù)控工具磨床。

通過分析此夾具的設(shè)計(jì)思路，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件設(shè)計(jì)機(jī)床夾具。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，要考慮以下幾點(diǎn)：①結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀和工序，分析、研究了工藝過程，提出了夾具設(shè)計(jì)中需要解決的問題。②熟悉夾具所配機(jī)床的規(guī)格、性能參數(shù)和加工原理，避免設(shè)計(jì)出的夾具與機(jī)床不匹配。熟悉這些內(nèi)容，有時(shí)還對(duì)解決夾具設(shè)計(jì)中遇到的問題有很大的幫助。③對(duì)于夾具上有些關(guān)鍵的零部件，用一般的加工設(shè)備是無法保證其加工精度的。通過對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的了解，可以初步分析所設(shè)計(jì)夾具加工制造的可行性，提高設(shè)計(jì)的成功率。④用系統(tǒng)的方法、創(chuàng)新的思路解決設(shè)計(jì)中遇到的問題。夾具是由機(jī)床、刀具和工件共同組成的工藝系統(tǒng)的一部分。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)從系統(tǒng)的角度去考慮、解決遇到的問題，借鑒類似的夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新。⑤通過對(duì)所設(shè)計(jì)夾具的調(diào)整和使用方法的分析，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮工件的精度、調(diào)整基準(zhǔn)和空間，考慮使用夾具時(shí)的安全性和復(fù)雜性。

4 結(jié)束語(yǔ)

一套良好的夾具必須要保證工件的加工質(zhì)量，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且夾具的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，操作時(shí)方便、安全，便于制造和維修，同時(shí)，還能夠降低制造成本。設(shè)計(jì)一套良好的夾具必須建立在對(duì)現(xiàn)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)、現(xiàn)物充分研究的基礎(chǔ)上。

〔編輯：白潔〕