微型數(shù)控銑床的夾具設(shè)計(jì)

林翠虹 謝恒勇

（廣西機(jī)電技師學(xué)院，廣西 柳州545006）

我國(guó)對(duì)微型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展僅有20 多年，初期僅哈爾濱工業(yè)大學(xué)和上海交通大學(xué)的科研院所開(kāi)展了相關(guān)方面的研究，取得一些成果。隨后哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司開(kāi)發(fā)的MPM-1 型新一代微小型超精密3 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床，并推向市場(chǎng)。微型數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)反應(yīng)很好，受到首飾行業(yè)、精密器具行業(yè)的熱烈歡迎。然而，隨之而來(lái)的是微型機(jī)床的夾具單一。針對(duì)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出合適微型數(shù)控銑床的夾具，通過(guò)實(shí)踐既能能裝夾凹槽零件和板件，又能裝夾軸類(lèi)零件，保證了加工精度，也可提高加工效率。

1 夾具設(shè)計(jì)的常規(guī)要求

1.1 正確地選擇安裝位置的基準(zhǔn)、安裝位置的方法和安裝時(shí)用的元件，必要時(shí)還要進(jìn)行安裝位置誤差的分析。

1.2 夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度應(yīng)與產(chǎn)能的情況相應(yīng)，盡可能采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，確保操作的方便，減小輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。

1.3 工藝性能好的夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，方便制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。

1.4 強(qiáng)度和剛度是工裝夾具應(yīng)具備的使用性能，并且操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠。

1.5 夾具應(yīng)具備生產(chǎn)制造方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低。

2 夾具設(shè)計(jì)

夾具是指把工件安裝在機(jī)床上，使其具有正確的加工位置的工藝裝備。在機(jī)床上加工工件時(shí)，必須用夾具裝夾好并夾緊工件。裝好：就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這過(guò)程稱(chēng)為定位。工件定位的基本原理：一個(gè)尚未定位的工件，其空間位置是不確定的，將其工件放在空間直角坐標(biāo)系中，可以為六種宏觀運(yùn)動(dòng)的可能性，稱(chēng)為六個(gè)自由度。即，若要確定工件在某坐標(biāo)方向上的位置，就只需要用一個(gè)定位支撐點(diǎn)限制工件在該方向上的自由度。工件定位的形式有三種：完全定位、不完全定位、過(guò)定位。一般數(shù)控銑床常加工的零件有凹槽類(lèi)、板類(lèi)，圓柱類(lèi)零件不好裝夾。依據(jù)加工流程的分析，經(jīng)過(guò)考慮, 決定該工件采用五面定位的裝夾方案來(lái)加工。 在實(shí)際中設(shè)計(jì)了如圖1 所示，它既能裝夾典型的凹槽類(lèi)、板類(lèi)零件，又能裝夾圓柱類(lèi)零件。

圖1 平口鉗

圖2 平口鉗固定鉗口

夾具結(jié)構(gòu)說(shuō)明：

夾具主要由平口鉗固定鉗口，平口鉗動(dòng)鉗口，平口鉗導(dǎo)柱組成。a.平口鉗固定鉗口為夾具的主要部分，如圖2 所示。用45 號(hào)鋼制成，外形尺寸為100×70×22。4 個(gè)￠6.5- 沉孔￠11 深6.5的4 個(gè)沉頭孔是讓沉頭螺釘配合T 形槽螺母，將固定鉗口與機(jī)床工作臺(tái)固定的。26 個(gè)M5 螺紋孔是放置M5 的螺柱起到加緊作用，多個(gè)螺孔可調(diào)整螺柱位置，以適應(yīng)多種尺寸零件加緊要求。2 個(gè)￠10 的盲孔是導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱過(guò)盈配合。并用2 個(gè)M5 的緊定螺釘緊定。M8-15 的螺紋孔與動(dòng)鉗口的沉頭螺釘配合。b.平口鉗動(dòng)鉗口是平口鉗的活動(dòng)鉗口，如圖3 所示。用45 號(hào)鋼制成，外形尺寸為70×23×20.2 個(gè)￠10 的直孔是與導(dǎo)柱滑動(dòng)配合的作用。1 個(gè)￠9- 沉孔￠14 深10 的臺(tái)階沉孔為放置夾緊螺栓之用。4 個(gè)M5 的螺紋孔是放置螺柱。

圖3 平口鉗動(dòng)鉗口

圖4 平口鉗導(dǎo)柱

c.￠10 的平口鉗導(dǎo)柱是連接平口鉗固定鉗口和平口鉗動(dòng)鉗口，起到導(dǎo)向的作用。

3 典型零件

數(shù)控銑床加工實(shí)例——槽類(lèi)零件：

從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，列舉了臺(tái)階零件實(shí)例，毛坯為￠30mm×25mm，臺(tái)階軸已粗加工過(guò)，要求數(shù)控銑出如圖5 臺(tái)階零件所示的槽，工件材料為45 鋼。

a.裝夾定位

按照?qǐng)D紙要求、前面加工工序的加工情況，確定加工的方法后，用已經(jīng)加工過(guò)的底面為確定安裝位置的基準(zhǔn)，限制了工件在Z 軸方向上的移動(dòng)，X 軸方向上的旋轉(zhuǎn)，Y 軸方向上的旋轉(zhuǎn)三鐘自由度。用固定鉗口和動(dòng)鉗口上的螺柱夾緊工件前后、左右四側(cè)面，用螺柱限定工件的X 軸方向上的移動(dòng)、Y 軸方向上的移動(dòng)和Z 軸方向上的旋轉(zhuǎn)三鐘自由度。從六點(diǎn)定位原理來(lái)看，以上定位是過(guò)定位。但通過(guò)實(shí)踐加工證明, 這樣的過(guò)定位不影響.工件在夾具中定位后一般應(yīng)夾緊。

b.工步順序

銑刀每次切深為2mm，分二次加工完。

圖5 臺(tái)階零件

結(jié)束語(yǔ)

該夾具實(shí)現(xiàn)了多種零件裝夾，不僅能裝夾常見(jiàn)類(lèi)型的數(shù)銑零件，也可裝夾軸類(lèi)零件，還可適應(yīng)多種尺寸零件的裝夾。通過(guò)實(shí)際加工生產(chǎn),證明了該夾具能保證生產(chǎn)的工藝要求、刀具的安全使用、切削用量的合理,提高了生產(chǎn)率, 保證了產(chǎn)品的質(zhì)量.