數控磨床夾具設計的改進

孫建霞

摘 要：夾具是產品制造中十分重要的工藝裝備之一，它的質量、工作效率和可靠性對產品加工質量和生產效率起著決定性作用。通過介紹數控磨床和夾具的概念，闡述了夾具設計的內容，全面分析了從定位到誤差分析，再到確保加工精度的內容，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：夾具裝配；螺栓；夾緊力；加工精度

中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.108

在機床加工過程中，加工工藝系統由機床夾具、機床、刀具和工件組成。夾具設計要兼顧工藝系統中的不同內容，要考慮刀具干涉、機床規格（比如工作臺回轉半徑、行程極限）等問題。應用進口、高效的數控設備，在提高了機床夾具設計水平的同時，也改變了高精度夾具的加工制造能力。只有充分考慮現場設備的使用條件，才可以通過改變夾具方案、加工方法等提高夾具的設計制造效率。最簡單、高效的方法即為最佳的方法。

我公司進口的一臺數控端面內控外圓復合磨床使用的夾具國內無法制造，只能委托原夾具制造商制造，所以，公司一直使用隨機附帶的2個夾具加工2種產品，設備利用率比較低。為了降低夾具成本，提高機床的利用率，夾具的國產化設計具有非常現實的意義。

1 問題分析

通過分析數控端面內控外圓復合磨床的工作原理，隨機附帶夾具與其他內圓磨床的相同之處是夾具體均為彈性膜片，不同的是工件的夾緊元件。用進口機床加工工件時，主軸轉速高，在加工工件后端面時，會對工件產生向前的拉力。在設計夾緊元件時，采用整體焊接的形式，并將夾緊用的卡爪設計為安裝在座體孔內的，卡爪頭部采用三角形楔塊的形式。

2 夾具的設計難點

這個夾具的設計難點是，它為整體焊接結構，現有條件無法加工制造；難以確定卡爪（3個）頭部三角形楔塊的角度，并在加工時難以保證它的一致性和對稱性。

3 新設計方案

在模具設計中，難以控制加工時的尺寸和精度，常常在總成裝配時依靠調整法獲得相應的精度。鑒于此，可以對原夾具進行解體設計，用螺栓連接組裝，通過調整法獲得所需的精度。在解體設計中，需要注意以下幾點：①在設計零件時，要制訂必要的基準作為整個夾具裝配調整的基準；②對于工件齒數不能被3整除的工件，考慮到進口機床轉速比較高，應合理選擇各零件的尺寸和公差，避免夾具在使用過程中運轉不平衡而出現加工振紋或工件不合格的問題；③為了擴大夾具的使用范圍，應考慮一定的調整范圍，以滿足加工不同大小工件的需求，避免不必要的重復設計；④因為普通磨床難以保證卡爪頭部三角形楔塊的加工精度和一致性，所以，應充分利用進口數控工具磨床。

通過分析此夾具的設計思路，結合現場的生產條件設計機床夾具。在設計夾具時，要考慮以下幾點：①結合生產現狀和工序，分析、研究了工藝過程，提出了夾具設計中需要解決的問題。②熟悉夾具所配機床的規格、性能參數和加工原理，避免設計出的夾具與機床不匹配。熟悉這些內容，有時還對解決夾具設計中遇到的問題有很大的幫助。③對于夾具上有些關鍵的零部件，用一般的加工設備是無法保證其加工精度的。通過對現有設備的了解，可以初步分析所設計夾具加工制造的可行性，提高設計的成功率。④用系統的方法、創新的思路解決設計中遇到的問題。夾具是由機床、刀具和工件共同組成的工藝系統的一部分。在設計夾具時，應從系統的角度去考慮、解決遇到的問題，借鑒類似的夾具設計經驗，不斷創新。⑤通過對所設計夾具的調整和使用方法的分析，在設計時，要考慮工件的精度、調整基準和空間，考慮使用夾具時的安全性和復雜性。

4 結束語

一套良好的夾具必須要保證工件的加工質量，降低工作人員的勞動強度，提高勞動生產率，而且夾具的結構要簡單，操作時方便、安全，便于制造和維修，同時，還能夠降低制造成本。設計一套良好的夾具必須建立在對現時、現場、現物充分研究的基礎上。

〔編輯：白潔〕