一種自動定心夾緊車床夾具的設計

陳祖芳，何英

（中國航空工業標準件制造有限責任公司，貴陽 550000）

0 引言

圖1 汽車轉向柱管底座零件簡圖

汽車轉向柱管底座屬于異形件，如圖1 所示，由安裝斜臂、同軸柱體組成。其毛壞采用鑄件毛壞，外形不需加工，兩端安裝孔同軸度要求較高且為盲孔，需要開發專用車床夾具實現產品在加工中的準確定位與夾緊，以保證產品質量要求，其生產類型屬于大批量生產，因此還需要所設計的專用車床夾具易于操作，縮短加工時間以提高生產的經濟效益。

1 轉向柱管底座加工工藝分析

2 車φ32±0.012 孔夾具設計

2.1 夾具的定位和夾緊方案設計

1）定位。汽車轉向柱管底座車φ32±0.012 孔的工序要求分析：孔與φ32±0.012 孔為同軸孔，其同軸度精度要求為0.04 mm，零件在車床上需限制5 個方向上的自由度，故選用已加工φ37.5+0.025 孔及其端面B（如圖1）構成組合定位方式。

2）夾緊。根據零件的結構特點φ37.5+0.025 孔為不通孔（盲孔），且要求在施加夾緊力時不破壞定位精度，故夾緊部件采用彈性脹力夾緊機構。

2.2 夾具的定位夾緊部件設計

根據上述定位及夾緊方案，車φ32±0.012 孔夾具的定位夾緊設計成一個自動定心夾緊裝置機構來實現，同時考慮裝卸零件要方便、快捷。其設計結構如圖2 所示。

圖2 定心夾緊裝置結構圖

零件以定位孔裝入彈性脹頭1 右端的定位圓柱上，以端面實現軸向定位，旋轉螺母4 通過長圓柱銷3、拉桿2、短圓柱銷5 帶動內錐頭6 軸向左移，使得彈性脹頭1定位圓柱直徑尺寸受力脹大實現定心夾緊。螺母4 與彈性脹頭1 端面有一定距離L，反向旋轉螺母使內錐頭6反向軸向移動，彈性脹頭1 定位圓柱在彈力作用下恢復，零件松開以實現方便快捷地拆卸零件。該裝置中主要構件彈性脹頭1 上一端的定位圓柱部份的參數參考常規的彈性夾頭參數設計，以保證定心精度及對夾緊力的要求。通過處于彈性脹頭1 上后部螺紋副及軸向腰型槽把旋轉運動轉換成頭部定位圓柱的徑向脹開運動，以解決定心夾緊力的施加問題，特別是解決了某些場合下如定位孔是盲孔，不易從零件端施加定位夾緊力的問題。

其中彈性脹頭1 的結構如圖3 所示，螺母4 可設計兩種形式，如圖4 所示。

2.3 夾具結構設計

車φ32±0.012 孔夾具結構如圖5 所示，夾具主要由與車床主軸相聯接的夾具體錐柄1、固定用螺釘2、定心夾緊裝置3 組成。定心夾緊裝置3 通過錐柄1 上的安裝孔、螺釘2 形成可靠聯接成一整體，夾具通過錐柄1 上的外錐與車床主軸內錐孔配合，以實現夾具在車床上的可靠安裝并確保被加工孔φ32±0.012 的同軸度精度要求。

圖3 彈性脹頭部件結構圖

圖4 螺母部件結構示意圖

圖5 車φ32±0.012 孔夾具結構圖

3 結語

該夾具的設計吸收了彈性脹力元件定位夾緊的設計思想，并在充分考慮了零件結構特點的基礎上，進一步優化了彈性脹力的施力方式。夾具的安裝、使用方便。所設計的主要部件定心夾緊裝置不涉及液性塑料、波紋套、碟形彈簧片等材料及部件，維護方便、成本低、性價比高、定位精度較高。機械式螺紋副的自鎖性保證了夾緊的可靠性，裝卸零件方便、快捷，提高了生產效率。定心夾緊裝置通用性好，配以不同結構的夾具體可用于車床、銑床、磨床、鉆床等設備上對零件進行定位夾緊。特別是對需采用零件上的盲孔定位夾緊時的夾具設計有很好的借鑒意義。

［1］徐鴻本.機床夾具設計手冊［M］.沈陽：遼寧科學技術出版社，2003.

［2］王光斗.機床夾具設計［M］.上海：上海科學技術出版社，2000.