特種新型磨床夾頭

宋國品 呂陽峰 雷俊玲 王子煜

摘要：撥盤是撥動零件回轉的一種常用輔具，在車、銑、磨削等加工中應用廣泛。一般用作雙頂尖頂住工件兩端中心孔，撥盤驅動工件回轉已達到切削工件的目的。

關鍵詞：磨削加工；夾頭；撥盤

1.零件磨削加工工藝性分析

以圖1所示零件，要對軸頸Ф76.154±0.02和Ф120.65+1.520的右端面進行磨削加工，加工方式為用雙頂尖頂住零件，驅動零件回轉來磨削。若使用常規雞心夾具撥盤進行驅動磨削時，存在以下三個問題

1.1.不好裝夾：遵照雞心夾頭的選用原則，該零件裝夾外圓尺寸Ф120.65mm

所選用的雞心夾所能加持的最小線尺寸應為20mm，而該零件的裝夾外圓線尺寸僅有9.65mm，加緊力不足，不能滿足裝夾要求，所以不好或是不能進行裝夾。

1.2.不好磨削：即便可以使用常規撥盤雞心夾頭進行裝夾，由于Ф120.65+1.520

的右端面需要靠磨加工，常規撥盤雞心夾頭會使其發生干涉，要想全部加工完，加工過程中必須先磨完一段，再調頭裝夾，加工剩下的一段軸頸。然而同一段軸頸分兩次加工，難免會留有接刀痕，對外觀質量造成一定的影響。

1.3.不好測量：即便對一般夾頭進行改制，使其可以裝夾進行加工，暫不考

慮夾緊力是否足夠，但由于裝夾后零件的整個外圓與夾頭相接觸，加工完畢后無法在設備上直接對外圓Ф120.65的線尺寸9.65±0.5進行測量，需將夾頭拆下或將零件從設備上取下，放在檢驗平臺上進行測量，若測量不合格，需二次裝夾再磨削，造成人力和時間上的浪費。

綜合以上各種因素的影響，常規雞心夾頭不可用，需設計設計簡單，裝夾方便又能滿足加工需求的撥盤。

2.工裝設計思路及示意圖如下

由上述分析可知，該零件小頭外徑需要磨削，大頭端面需要靠磨加工。并且必須在同一次裝夾中完成。所以所設計撥盤必須對加工無干涉且夾緊力足夠，方便測量。而對零件外形分析，能用來裝夾的位置只有Ф120.65的外圓部分。但由于此外圓部分線尺寸方向較短，若要夾緊力足夠，只能設計夾具使其接觸面積增大，以保證有足夠的夾緊力。具體設計分析如下：

2.1.滿足裝夾要求：可以裝夾的部位選擇為Ф120.65的外圓部分，該外圓部

分線尺寸為9.65mm，右端面需要靠磨，因此為了防止加工中發生干涉，所設計撥盤裝夾線尺寸必須小于9.65mm。最終為滿足裝夾需求，確定裝夾線尺寸為8mm。

2.2.足夠的夾緊力：確定了撥盤裝夾位置及裝夾距離之后，為了保證能在如此短的裝夾距離上擁有足夠的夾緊力，設計中考慮增加接觸面積來保證這一點。夾具在設計過程中采用瓦形壓板，極大的增加了裝夾表面積。瓦形壓板通過螺栓與襯環連接，襯環在一端外圓處設計了尺寸為3mm的臺階，和半徑為R3的圓角。當瓦形壓板受到螺栓的擠壓力后，利用杠桿原理呈傾斜狀以線面接觸支撐瓦形壓板，使撥盤與零件間有足夠的抱緊壓力（見圖2），主軸轉動，撥動螺栓頭，帶動零件旋轉進行加工。

2.3.易磨削：此結構的零件使用該撥盤裝置，不需要調頭兩次裝夾，只需一次性裝夾即可完成Ф76.154±0.02軸頸及Ф120.65外圓右端面的所有磨削加工，不僅降低人工成本，節約二次裝夾時間，最大的特點是一次磨削成型，避免由于二次裝夾磨削而產生的接刀痕，從而提高產品的外觀質量。

2.4.好測量：實際生產中，一般要求加工完成后要在機床上進行測量確認，所以設計的該撥盤必須能在機床上方便對零件進行測量。因此，該撥盤瓦形壓板設計成直徑相等的兩個半圓，且壓緊零件時兩個瓦形壓板間有20mm的開口，磨削完成后，可以通過此處的開口對線尺寸9.65±0.5直接進行測量。不用把零件進行拆卸后再進行檢測，使用方便。

3.使用效果

我們采用此撥盤進行加工后，使該零件的磨削工藝從無法加工，到裝夾便捷，一次裝夾加工成形。經檢查，無論是在加工精度、形位公差還是表面質量均能得到很好的保證。并且在加工完成后，無需卸下，可直接在設備上可進行測量，得到車間及質檢部門的一致好評。

該撥盤結構簡單、造價成本低、容易加工，使用方便適合在批量生產中使用。

4.延伸意義

通過設計該撥盤對此零件的成功加工，我們總結發現，對這種需要雙頂尖頂住，驅動零件回轉來加工，但撥盤裝夾距離又較短的零件，均可采用此種撥盤的設計思路。通過開口的瓦形壓板壓住零件，增加接觸表面積，補償裝夾線尺寸不足引起的夾緊力不足的問題。襯環設計運用杠桿原理，設計一臺階作為支點，壓緊螺栓為作用點，安全可靠且有足夠的壓緊力。

該撥盤的設計思路具有一定的推廣價值，在一些需要用兩端中心孔來定位加工的零件，特別是一些桿類零件的車削、銑削、磨削等，裝夾距離較短，難以用常規撥盤進行驅動時，均可采用此思路來設計類似撥盤，具有很好的推廣意義。