自動定心夾緊工裝的設計

梁峰

【摘 要】 本文從結構及工作原理等方面介紹了一種用于加工薄壁套筒類零件的新型結構工裝夾具，優點是自動定心，自動夾緊，保證精度，提高效率。

【關鍵詞】 夾具結構 工作原理 氣動控制

針對薄壁、材質偏軟的套筒類零件的車后序的加工，裝夾方式不適用于常規的卡盤夾緊，由于夾緊力不容易控制，易產生變形，且定心精度不高。這樣就要求定心和夾緊分開來實現，傳統的方式是用止口來定心，再通過螺桿、壓蓋手動夾緊。這種方式定心精度不穩定，生產效率低。本自動定心夾緊工裝的設計實現了自動定心、夾緊，工件不變形，定心精度高，生產效率高。

1 結構與工作原理

以加工SRB軸承保持架為例，此保持架為交錯分布的雙列球面兜孔結構。銑兜孔前為薄壁套筒件，材質為黃銅，適用于此工裝的設計理念。要求工件重復定心并夾緊，刀具豎直方向進給銑兜孔。

1.1 結構（如圖1所示）

1.2 工作原理

傳統的裝夾方式是將工件放在底座上，通過底座上的止口與工件內圈配合定心，這種定心方式為固定定心，即每一個工件都靠同一個止口定心，這樣定心精度就受每一個工件的內圈尺寸影響，重復定心精度低。為提高定心精度，減少尺寸影響，就要要求上一道工序加工尺寸精度高，增加了生產成本。通過螺桿手動擰緊螺母，使壓蓋夾緊工件，生產效率低。

工作原理：加工時將5工件放在4底板上，進氣孔1進氣，推動3小活塞沿1底座的軸向上滑動，同時11壓縮彈簧被壓縮，3小活塞的圓錐面與15定位軸接觸并滑動，3小活塞的豎直運動轉換成15定位軸的水平運動，使15定位軸由內向外滑動，12壓縮彈簧被同時壓縮，15定位軸共有3個，同時向外頂出，直到與工件的內圈接觸并靠實。其頂出力調整到使工件微動，能夠實現自動定心，并且15定位軸與內圈接觸部位無壓痕為最佳，此時定心動作完成。把7壓蓋和8壓板裝到9螺桿上，并與工件上端面接觸，進氣孔2進氣，推動2大活塞沿1底座內腔向下滑動，其上的10螺母帶動7壓蓋和8壓板向下壓住工件的上端面并靠實夾緊，16壓縮彈簧被同時壓縮，此時夾緊完成，開始加工。加工完成后，進氣孔2排氣，16壓縮彈簧復位，頂出2大活塞、7壓蓋和8壓板。然后進氣孔1排氣，11壓縮彈簧復位，3小活塞向下滑動，圓錐面接觸處無接觸壓力，12壓縮彈簧復位使15定位軸由外向內滑動，從而與工件內圈分離。移除7壓蓋和8壓板，工件取出，安裝下一個工件加工。

1.3 零件設計

4底板、6定位盤、7壓蓋；8壓板；9螺桿、17端蓋選用45號鋼調質熱處理；1底座、2大活塞、3小活塞、15定位軸選用40Cr淬火熱處理。

1底座、2大活塞、3小活塞、4底板加工時內孔與外圓同軸度保證，需磨加工。15定位軸需同時加工，并保證等長。6定位盤上的配合孔需線切割慢走絲，以保證精度和粗糙度。

1.4 安裝調試

首先將1底座；2大活塞；16壓縮彈簧；17端蓋組裝到一起，再與3小活塞；4底板組裝到一起，將12壓縮彈簧、13墊、14螺塞、15定位軸裝到6定位盤的3個孔中，通過調整14螺塞的旋合長度來控制12壓縮彈簧的壓縮量，確定15定位軸復位的力的大小，再與4底板連接。9螺桿與2大活塞螺紋連接，工件放好后，蓋上7壓蓋和8壓板，安裝完成。

2 氣動控制

氣動原理圖，如圖2所示。

壓縮空氣可以由氣泵單獨供給或由管道集中供給，如果由管道集中供給壓力在7-8個大氣壓，只適用于一般機床設備用氣，對于工裝夾具則壓力不足，所以需經空氣增壓泵增壓。空氣增壓泵原理是利用大面積活塞的低氣壓產生小面積活塞的高氣壓。用于原氣壓系統要提高壓力的工作環境中，能夠將工作系統的空氣壓力提高到2-5倍，僅需要將工作系統內壓縮空氣作為氣源即可。在泵的壓力范圍內，調節閥調節進氣壓力，輸出氣壓相應得到無極調整。經增壓后的壓力達到15個大氣壓以上，滿足工裝夾具的壓力要求。再經三通分出定心和夾緊兩個氣路。對于定心回路，電磁調壓閥調整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法定心，影響加工精度；氣壓過高就會使15定位軸頂出力大，對工件內圈產生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。對于夾緊回路，電磁調壓閥調整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法夾緊，加工過程中工件微動影響加工精度甚至撞刀造成刀具或機床損壞；氣壓過高就會使壓蓋夾緊力過大，對工件上端面產生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。

3 電氣控制

電氣控制主要是在時間順序上，定心和夾緊動作分開，一定要先定心，后夾緊，再加工。防止夾緊后定心工件移動，產生劃痕。

4 結語

自動定心夾緊工裝的設計，解決了薄壁、材質偏軟的套筒類零件的車后序加工的裝卡效率低、加工精度低的難題，保證了加工精度，提高了生產效率，適合大面積推廣。

參考文獻：

[1]成大先主編.機械設計手冊[M].化學工業出版社.

[2]路甬祥主編.液壓與氣動技術手冊[M].機械工業出版社.endprint

【摘 要】 本文從結構及工作原理等方面介紹了一種用于加工薄壁套筒類零件的新型結構工裝夾具，優點是自動定心，自動夾緊，保證精度，提高效率。

【關鍵詞】 夾具結構 工作原理 氣動控制

針對薄壁、材質偏軟的套筒類零件的車后序的加工，裝夾方式不適用于常規的卡盤夾緊，由于夾緊力不容易控制，易產生變形，且定心精度不高。這樣就要求定心和夾緊分開來實現，傳統的方式是用止口來定心，再通過螺桿、壓蓋手動夾緊。這種方式定心精度不穩定，生產效率低。本自動定心夾緊工裝的設計實現了自動定心、夾緊，工件不變形，定心精度高，生產效率高。

1 結構與工作原理

以加工SRB軸承保持架為例，此保持架為交錯分布的雙列球面兜孔結構。銑兜孔前為薄壁套筒件，材質為黃銅，適用于此工裝的設計理念。要求工件重復定心并夾緊，刀具豎直方向進給銑兜孔。

1.1 結構（如圖1所示）

1.2 工作原理

傳統的裝夾方式是將工件放在底座上，通過底座上的止口與工件內圈配合定心，這種定心方式為固定定心，即每一個工件都靠同一個止口定心，這樣定心精度就受每一個工件的內圈尺寸影響，重復定心精度低。為提高定心精度，減少尺寸影響，就要要求上一道工序加工尺寸精度高，增加了生產成本。通過螺桿手動擰緊螺母，使壓蓋夾緊工件，生產效率低。

工作原理：加工時將5工件放在4底板上，進氣孔1進氣，推動3小活塞沿1底座的軸向上滑動，同時11壓縮彈簧被壓縮，3小活塞的圓錐面與15定位軸接觸并滑動，3小活塞的豎直運動轉換成15定位軸的水平運動，使15定位軸由內向外滑動，12壓縮彈簧被同時壓縮，15定位軸共有3個，同時向外頂出，直到與工件的內圈接觸并靠實。其頂出力調整到使工件微動，能夠實現自動定心，并且15定位軸與內圈接觸部位無壓痕為最佳，此時定心動作完成。把7壓蓋和8壓板裝到9螺桿上，并與工件上端面接觸，進氣孔2進氣，推動2大活塞沿1底座內腔向下滑動，其上的10螺母帶動7壓蓋和8壓板向下壓住工件的上端面并靠實夾緊，16壓縮彈簧被同時壓縮，此時夾緊完成，開始加工。加工完成后，進氣孔2排氣，16壓縮彈簧復位，頂出2大活塞、7壓蓋和8壓板。然后進氣孔1排氣，11壓縮彈簧復位，3小活塞向下滑動，圓錐面接觸處無接觸壓力，12壓縮彈簧復位使15定位軸由外向內滑動，從而與工件內圈分離。移除7壓蓋和8壓板，工件取出，安裝下一個工件加工。

1.3 零件設計

4底板、6定位盤、7壓蓋；8壓板；9螺桿、17端蓋選用45號鋼調質熱處理；1底座、2大活塞、3小活塞、15定位軸選用40Cr淬火熱處理。

1底座、2大活塞、3小活塞、4底板加工時內孔與外圓同軸度保證，需磨加工。15定位軸需同時加工，并保證等長。6定位盤上的配合孔需線切割慢走絲，以保證精度和粗糙度。

1.4 安裝調試

首先將1底座；2大活塞；16壓縮彈簧；17端蓋組裝到一起，再與3小活塞；4底板組裝到一起，將12壓縮彈簧、13墊、14螺塞、15定位軸裝到6定位盤的3個孔中，通過調整14螺塞的旋合長度來控制12壓縮彈簧的壓縮量，確定15定位軸復位的力的大小，再與4底板連接。9螺桿與2大活塞螺紋連接，工件放好后，蓋上7壓蓋和8壓板，安裝完成。

2 氣動控制

氣動原理圖，如圖2所示。

壓縮空氣可以由氣泵單獨供給或由管道集中供給，如果由管道集中供給壓力在7-8個大氣壓，只適用于一般機床設備用氣，對于工裝夾具則壓力不足，所以需經空氣增壓泵增壓。空氣增壓泵原理是利用大面積活塞的低氣壓產生小面積活塞的高氣壓。用于原氣壓系統要提高壓力的工作環境中，能夠將工作系統的空氣壓力提高到2-5倍，僅需要將工作系統內壓縮空氣作為氣源即可。在泵的壓力范圍內，調節閥調節進氣壓力，輸出氣壓相應得到無極調整。經增壓后的壓力達到15個大氣壓以上，滿足工裝夾具的壓力要求。再經三通分出定心和夾緊兩個氣路。對于定心回路，電磁調壓閥調整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法定心，影響加工精度；氣壓過高就會使15定位軸頂出力大，對工件內圈產生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。對于夾緊回路，電磁調壓閥調整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法夾緊，加工過程中工件微動影響加工精度甚至撞刀造成刀具或機床損壞；氣壓過高就會使壓蓋夾緊力過大，對工件上端面產生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。

3 電氣控制

電氣控制主要是在時間順序上，定心和夾緊動作分開，一定要先定心，后夾緊，再加工。防止夾緊后定心工件移動，產生劃痕。

4 結語

自動定心夾緊工裝的設計，解決了薄壁、材質偏軟的套筒類零件的車后序加工的裝卡效率低、加工精度低的難題，保證了加工精度，提高了生產效率，適合大面積推廣。

參考文獻：

[1]成大先主編.機械設計手冊[M].化學工業出版社.

[2]路甬祥主編.液壓與氣動技術手冊[M].機械工業出版社.endprint

【摘 要】 本文從結構及工作原理等方面介紹了一種用于加工薄壁套筒類零件的新型結構工裝夾具，優點是自動定心，自動夾緊，保證精度，提高效率。

【關鍵詞】 夾具結構 工作原理 氣動控制

針對薄壁、材質偏軟的套筒類零件的車后序的加工，裝夾方式不適用于常規的卡盤夾緊，由于夾緊力不容易控制，易產生變形，且定心精度不高。這樣就要求定心和夾緊分開來實現，傳統的方式是用止口來定心，再通過螺桿、壓蓋手動夾緊。這種方式定心精度不穩定，生產效率低。本自動定心夾緊工裝的設計實現了自動定心、夾緊，工件不變形，定心精度高，生產效率高。

1 結構與工作原理

以加工SRB軸承保持架為例，此保持架為交錯分布的雙列球面兜孔結構。銑兜孔前為薄壁套筒件，材質為黃銅，適用于此工裝的設計理念。要求工件重復定心并夾緊，刀具豎直方向進給銑兜孔。

1.1 結構（如圖1所示）

1.2 工作原理

傳統的裝夾方式是將工件放在底座上，通過底座上的止口與工件內圈配合定心，這種定心方式為固定定心，即每一個工件都靠同一個止口定心，這樣定心精度就受每一個工件的內圈尺寸影響，重復定心精度低。為提高定心精度，減少尺寸影響，就要要求上一道工序加工尺寸精度高，增加了生產成本。通過螺桿手動擰緊螺母，使壓蓋夾緊工件，生產效率低。

工作原理：加工時將5工件放在4底板上，進氣孔1進氣，推動3小活塞沿1底座的軸向上滑動，同時11壓縮彈簧被壓縮，3小活塞的圓錐面與15定位軸接觸并滑動，3小活塞的豎直運動轉換成15定位軸的水平運動，使15定位軸由內向外滑動，12壓縮彈簧被同時壓縮，15定位軸共有3個，同時向外頂出，直到與工件的內圈接觸并靠實。其頂出力調整到使工件微動，能夠實現自動定心，并且15定位軸與內圈接觸部位無壓痕為最佳，此時定心動作完成。把7壓蓋和8壓板裝到9螺桿上，并與工件上端面接觸，進氣孔2進氣，推動2大活塞沿1底座內腔向下滑動，其上的10螺母帶動7壓蓋和8壓板向下壓住工件的上端面并靠實夾緊，16壓縮彈簧被同時壓縮，此時夾緊完成，開始加工。加工完成后，進氣孔2排氣，16壓縮彈簧復位，頂出2大活塞、7壓蓋和8壓板。然后進氣孔1排氣，11壓縮彈簧復位，3小活塞向下滑動，圓錐面接觸處無接觸壓力，12壓縮彈簧復位使15定位軸由外向內滑動，從而與工件內圈分離。移除7壓蓋和8壓板，工件取出，安裝下一個工件加工。

1.3 零件設計

4底板、6定位盤、7壓蓋；8壓板；9螺桿、17端蓋選用45號鋼調質熱處理；1底座、2大活塞、3小活塞、15定位軸選用40Cr淬火熱處理。

1底座、2大活塞、3小活塞、4底板加工時內孔與外圓同軸度保證，需磨加工。15定位軸需同時加工，并保證等長。6定位盤上的配合孔需線切割慢走絲，以保證精度和粗糙度。

1.4 安裝調試

首先將1底座；2大活塞；16壓縮彈簧；17端蓋組裝到一起，再與3小活塞；4底板組裝到一起，將12壓縮彈簧、13墊、14螺塞、15定位軸裝到6定位盤的3個孔中，通過調整14螺塞的旋合長度來控制12壓縮彈簧的壓縮量，確定15定位軸復位的力的大小，再與4底板連接。9螺桿與2大活塞螺紋連接，工件放好后，蓋上7壓蓋和8壓板，安裝完成。

2 氣動控制

氣動原理圖，如圖2所示。

壓縮空氣可以由氣泵單獨供給或由管道集中供給，如果由管道集中供給壓力在7-8個大氣壓，只適用于一般機床設備用氣，對于工裝夾具則壓力不足，所以需經空氣增壓泵增壓。空氣增壓泵原理是利用大面積活塞的低氣壓產生小面積活塞的高氣壓。用于原氣壓系統要提高壓力的工作環境中，能夠將工作系統的空氣壓力提高到2-5倍，僅需要將工作系統內壓縮空氣作為氣源即可。在泵的壓力范圍內，調節閥調節進氣壓力，輸出氣壓相應得到無極調整。經增壓后的壓力達到15個大氣壓以上，滿足工裝夾具的壓力要求。再經三通分出定心和夾緊兩個氣路。對于定心回路，電磁調壓閥調整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法定心，影響加工精度；氣壓過高就會使15定位軸頂出力大，對工件內圈產生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。對于夾緊回路，電磁調壓閥調整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法夾緊，加工過程中工件微動影響加工精度甚至撞刀造成刀具或機床損壞；氣壓過高就會使壓蓋夾緊力過大，對工件上端面產生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。

3 電氣控制

電氣控制主要是在時間順序上，定心和夾緊動作分開，一定要先定心，后夾緊，再加工。防止夾緊后定心工件移動，產生劃痕。

4 結語

自動定心夾緊工裝的設計，解決了薄壁、材質偏軟的套筒類零件的車后序加工的裝卡效率低、加工精度低的難題，保證了加工精度，提高了生產效率，適合大面積推廣。

參考文獻：

[1]成大先主編.機械設計手冊[M].化學工業出版社.

[2]路甬祥主編.液壓與氣動技術手冊[M].機械工業出版社.endprint