數控車床夾具的改進

吳志平，孫 磊，楊明亮

（哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

數控車床夾具的改進

吳志平，孫 磊，楊明亮

（哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

數控車床現有夾具為整體式設計，不僅成本高，制造困難，而且加工范圍小。針對以上問題，對夾具進行了改進設計，變整體式夾具為分體式夾具，節省了成本，擴大了加工范圍和通用性。

數控車床；三爪自定心夾具；圓柱形夾塊;螺栓

1 前言

軸承生產是專業化生產,品種規格多,加工質量要求高，因此軸承套圈車削加工所用夾具就應具有夾持牢固可靠、套圈變形小、定位精度高、制造容易、使用壽命長等特點。現有數控車床夾具為整體式三爪自定心夾具，成本高，夾持部位加工難度大，加工范圍小。為了克服上述缺點，在分析夾具的力學特性的基礎上，本著夾塊通用性及安裝簡易性的要求，對原有夾具進行了改進設計，設計出一款加工范圍300mm以內，適合大、中、小型軸承內外夾結構的綜合性通用夾具。

2 現有夾具特點

現有車床夾具為整體式三爪自定心夾具（如圖 1 所示），在加工產品時，根據夾持產品的大小，在夾爪的A部位加工出夾持產品需要的相應角度的弧線，加工出所需弧線后實際應用的夾爪，如圖 2 所示。因此，每套夾具只能完成與其相應尺寸范圍產品的加工，而我公司軸承產品規格多，很難實現全部系列產品的夾具供給，即使全部供給，成本巨大，且部分夾具利用率并不很高。

由于是整體夾爪，加工時存在諸多加工特性，加工難度大，需要各類機床綜合加工，而我公司不具備相應加工能力，只能進行外購或外委加工，這樣加工周期和各項精度很難得到保證。

一套夾具的成本為2 000元左右，且一臺機床需要各型夾具多套，而夾具屬于消耗類輔具，單機年消耗量約為10 000元左右，按現有數控設備6臺計算，年消耗夾具60 000元左右。

圖1 改進前夾爪示意圖

3 改進后夾具的特點

改進后夾具采用組合式設計（如圖3所示），由基體1與圓柱形夾塊2兩部分組成。基體1是常規件，圓柱形夾塊2為此夾具的夾持件亦為消耗件。圓柱形夾塊通過螺栓3及滑塊4與基體實現連接。滑塊可以在三檔弧形滑道中自由滑動，以實現圓柱形夾塊對不同規格產品的夾持并保證其加工精度，圓柱形夾塊的圓周包容面積達到80%，這對輕系列產品加工提供了保證。圓柱形夾塊的設計保證了復合夾具加工簡便，成本低廉的特性，因此改進后的夾具圓柱形夾塊部分可實現自行加工和批量加工的優勢。

改進夾具的設計首先滿足夾具的力學特性，圓柱形夾塊通過螺栓、滑塊與基體實現四點定位，緊密連接，其次圓柱形夾塊的設計保證了其通用性和低廉的制造成本，夾具基體的三檔滑道，分別應對大、中、小型產品的加工， 通過拼湊圓柱形夾塊數量，實現夾持圓周面積的最大化，保證了加工工件的尺寸及精度，不易導致加工工件變形。

圖2 夾爪

4 改進后夾具與原夾具的成本對比

改進后夾具除基體制作成本較高外(改進后夾具基體可反復使用),圓柱形夾塊由棒料即可自行加工，制作成本為原有夾塊成本的十分之一，約200元左右，按現有車工工段6臺數控機床,年單機使用5套夾具計算,原有夾具制作成本為60000元左右,改進后夾具制作成本為18 000元左右(包括基體費用)。第二年只需加工圓柱形夾塊，其成本為6 000元左右。通過對比，可以明顯看出改進后夾具的制作成本大大降低,且隨著時間的推移它的成本優勢將越發突出。

圖3 改進后夾具示意圖

5 改進后夾具的實際應用

為了更好地驗證改進夾具的實用性,試制的多個輕系列產品的各項技術指標全部滿足標準要求。下面以7038ACTA/01產品為例，利用車床設備ETC5075進行合并加工外溝、外坡 、小頭R面工序，批量:130件，試驗結果如表 1 所示。

通過表 1 數據可以看出改進后夾具完全滿足產品加工工藝要求。

表1 改進后夾具試驗結果/mm

6 結束語

通過多次試驗，改進后夾具已投入產品加工使用,基本具備夾具加工簡單、成本廉價、安裝簡便易控等優點。為適應加工產品的不同系列及規格，逐漸完善圓柱形夾塊規格,實現該夾具的系列化和標準化。

（編輯：林小江）

Improvement of NC lathe fi xture

Wu Zhiping, Sun Lei, Yang Mingliang
(Harbin Hazhou Precision Bearing Manufacturing Co.,Ltd.,Harbin 150036,China )

The existing fi xture of lathes is of overall design, not only the high cost, manufacturing diff i culty, but also processing range small. The fi xture has been improved for the above problems, form the overall design to separate design, so as to save cost, expand processing range and universality.

NC lathe; three jaw self-centering fi xture; cylindrical fi xture block; bolt

TG519.1

B

1672-4852（2014）01-0013-02

2013-08-25.

吳志平（1978-），女，工程師.