普通車床上加工方形零件夾具設計探析

摘要：社會的不斷發展和經濟快速進步，使得科技的力量越發強大。在機械加工當中，數控機床的數量越來越多，有逐步取代普通機床的主要地位的趨勢。但是普通機床加工是數控機床加工的基礎，眾多中小型企業采用的依然是普通機床加工，因此普通機床加工是加工人員必須掌握的基礎內容。本文從普通車床上加工方形零件夾具方面進行分析，希望能夠給相關工作人員一些啟發和思考。

關鍵詞：普通車床；方形零件夾具；設計

在機械加工領域，數控機床漸漸取代了普通機床的主導地位，因為其具有高效、可控等特性。但是，我們依然不能徹底摒棄普通車床的學習研究，因為它是數控機床發展的基礎，可以有效培養工作人員的相關專業技術素質。本文是對普通車床加工方形零件夾具進行分析，該加工方形工件夾具，是根據日常生產需要而制作的。它主要是利用車床自身的固有條件安置和加工的，因而在其它設備條件并不齊全的情況下，越發能顯示其特有的優越性。該加工方形零件夾具，繪聲結構較簡單，操作容易，很便于安裝。在車床上能加工偏方，三方，四、六方等多連形非標準件，同時對操作人員技術要求不是很高，便于實際操作應用和推廣，通過實踐證明，該車方形零件夾具比銑床加工同一產品時，可顯著提高工效4～5倍。

一、方形零件夾具設計的必要

在機械加工過程中，為了能夠保證工件的加工精準度，使之相對于機床、刀具占有稍確定的位置，并能迅速可靠地夾緊各種工件，以接受加工或檢測的工藝裝備稱為機床夾具，簡稱夾具。夾具設計中主要要基于夾具的特點，從夾具體、定位元件、夾緊裝置、聯接元件、對刀或導向元件、其他裝置或元件以及標準化了的其他聯接元件中設計。

在平時的機械加工工作中，經常會遇到方形零件的加工，這些零件若用銑床加工，生產效率較低，加工不方便。方形零件夾具是在機床上用以定位裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于刀具或機床有一個相對正確的位置，保證加工精度、提高勞動生產率、擴大機床的使用范圍和保證生產安全，因此，方形零件夾具在機械制造中占有很重要的地位。隨著現代機械加工技藝的日趨完善和各種高精數控加工機床的出現，這要求與之配套的機床附件更加精確與可靠，而方形零件夾具的性能直接影響加工工件的安裝、定位及制造精度。因此，良好的方形零件夾具設計是保證高精度機床加工的前提條件。

二、普通車床加工方形零件夾具設計要求

1.高效、高精。為了提高機床的加工精度，機床夾具應具有較高的定位安裝精度和轉位、定位精度。工件在夾具的定位實際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機床上的定位兩個方面。夾具設計不但要保證加工精度、擴大機床的使用范圍、提高勞動生產率，而且應該有良好的機動性和安全可靠性，保證生產安全。

2.模塊、組合。夾具元件模塊化是實現組合化的基礎，利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發的基點。省工、省時，節能、節材，體現在各種先進夾具系統的創新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD/CAM、CAXA、Pro＼E等技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統。模塊化夾具與組合夾具之間有許多共同點。它們都具有方形、矩形和圓形基礎件，在基礎件表面有坐標孔系。兩種夾具的不同點是組合夾具的萬能性好，標準化程度高；而模塊化夾具則為非標準的，一般是為本企業產品工件的加工需要而設計的。

3.通用、經濟。夾具設計要大力提倡標準化、系列化的通用性設計，這樣，才能提高設計質量，縮短設計周期，降低設計成本，提高其設計制造水平和質量，從而使夾具行業的整體勞動生產率得到提高。

三、普通機床加工形零件夾具的特點

1.一機多用。在設備不齊全，專業技術人員缺少的情況下，可直接加工方形工件一次而成。

2.方形零件夾具結構簡單、容易操作，對操作人員的技術水平要求不高，便于使用。

3.方形零件夾具生產效率高。可在加工M36以下的各種螺絲和螺母的六方面（對角長63.5mm ）或加工邊長為3O～的扁和四方等。當車床上使用此裝置加工M12的六角螺栓和螺母的方頭時，它可比銑床加工提高工效4～5倍。

四、工作原理

使用時可將此裝置的底座1O固定在車床的中拖板上，將車床小拖板取下來，同時將卞動齒輪軸2直接安裝在床頭箱卞軸錐孔內，另一端用車床后頂尖頂位。動力經床頭箱主軸傳到齒輪軸（漸開線花鍵軸、Z：lq）再通過中間齒輪5帶動雙聯齒輪9（Z= 54：Z= 36），由此可分別得到1= 1/3或1= l/2的減速比、工件再由裝在從動軸2l上的卡盤22驅動、刀盤l安裝在床頭箱的主軸上，并開有六條裝刀槽。

工作時，工件和刀具都作同方向的不等速旋轉運動，利用線由點組成的幾何原理，在車床上改變原來車刀和工件相對運動的軌跡、車刀不移動、進刀和走刀的動作由車床的拖板通過移動工件來完成，這種加工方法的不足是工件表面稍有弧形，但是對緊固件而言，不會影響其使用。車方形工件夾具的構造和安排情況如下圖所示。

1.刀盤2.主動輪3.介輪4.從動輪5.工件6.工件夾具7.夾緊油缸8.進給油缸

五、使用方法

l.車方夾具的安裝、使用。將車床刀架卸下，利用車床刀架回轉盤的緊固螺栓，將此夾具固定在中拖板上，工作完后即可折除。安裝刀盤中Zoomm 左右自制時，可先折下原來車床上的卡盤，然后將刀盤裝在床頭箱主軸上。

2.刀具的選用和安裝。刀具材料選用YTS硬質合金、刀桿材料45#鋼，同時使用兩把以上的刀具時，每把刀具的幾何形狀均需相同。裝刀數量可根據多邊形數和所選用的減速比來確定。計算方法如下：裝刀二多邊形邊數X 減數比常加工多邊形工件刀數量表：

安裝兩把以上刀具時，每把刀伸出刀盤的長度一定要相等，刀尖要在同一圓周上、刀具之間的夾角也要相等，否則就加工不出規則的正多邊形。

3.調速減速比。速比的改變是通過調整掛輪來實現的，調整時只要改變中間齒輪軸與卞、從動軸之間的相對位置，使中間齒輪分別與雙聯齒輪的大、小齒輪相結合，便可得到兩種不同的速比。

4.工件加工尺寸的控制。這可以通過調整從動軸和主動軸的相對位置（中心距）來實現，方法是先松開掛輪板，搖動中拖極、改變兩軸中心距、并使加工面與車刀保持適應位置，這樣就可獲得加工不同尺寸的工件。

（作者單位：廣東省嶺南工商第一技師學院）

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責任編輯何麗華