鉸鏈的多工序加工夾具

張炳培

摘 要：鉸鏈是我院校企合作加工的產品之一，是衛浴產品堅固配件，它加工的精度直接影響著整套產品安裝使用美觀和壽命。文章從加工的實際情況出發，以工序集中為原則設計加工鉸鏈專用夾具，從而更好地保證安全、保質、省時、省力、節約成本等優點，有效的提高了生產效率。

關鍵詞：多工序；銑削；夾具

鉸鏈是我院校企合作長期加工的產品之一（見圖1），是衛浴產品堅固配件，它加工的精度直接影響著整套產品安裝使用美觀和壽命。

鉸鏈從原材料到成品的加工過程分別為鋸削、CNC加工、去披鋒、研磨（拉絲）、氧化等工藝流程。本院主要負責CNC加工。每月要完成2500件，為了保證完成生產，開始安排6臺Brother TC-S2CZ型數控銑床，才能滿足生產任務。長期占用6臺設備，使教學帶來較大困難，為了提高生產效率、擴大學生學習視野、減少學生勞動強度、為了空出機床進行教學等動力，研發鉸鏈多工序加工夾具如下。

1 鉸鏈加工工藝分析

1.1 原毛坯材料分析

用鋸床將工件鋸削，保證工件尺寸（長度67mm，高度30mm，寬度27.5mm），用游標卡尺檢測。

1.2 加工難度分析

（1）簿壁加工，易變形。根據鉸鏈圖1所示，工件左端外圓弧與內孔？覫27、？覫24同心，加工內孔？覫27后，加工后殘余內應力，產生變形。（2）工件左端外圓弧與內孔？覫27、？覫24同軸度誤差大，安裝產品時會影響美觀和耐用度。（3）M10、？覫8內孔軸心線與內孔？覫27、？覫24軸心線平行度誤差大，整體支架不能調平行，出現受力不均勻，影響產品壽命。

2 夾具設計原則

（1）鉸鏈多工序集中，減少工件裝夾的輔助時間。（2）對操作者的技術要求低，滿足裝夾過程中的簡單與快速操作。（3）滿足使用過程中工件定位的穩定性和可靠性，保證加工質量。（4）滿足夾具在調整或更換過程中重復定位的可靠性，保證生產過程安全。（5）盡可能選用市場上的標準件，方便更換和節約加工成本。（6）設計方案遵循手動、氣動、液壓、伺服的依次優先選用原則。

3 夾具設計原理

3.1 以圓弧面為定位基準

由于毛坯料的圓弧面是直接成型，不需要加工，以圓弧面為定位基準，等于以圓心為基準，使所有工序加工都是圓心為基準，符合基準重合原則，減少定位誤差，有效解決加工難題（2）。

3.2 以A或B面為定位基準（見圖1）

檢驗毛坯料A、B面之間的平行度及其與圓弧面的垂直度，保證符合公差范圍。通過夾緊力，使A面或B面緊貼夾具體，保證A、B面與圓弧成的垂直度，使用加工的螺紋中心線、孔中心線相互平行，并與A、B面垂直；有效解決加工難題（3）。

4 夾具組成與零配件的作用

夾具主要由夾具體、緊固螺釘、定位銅塊、夾緊塊、圓弧定位塊、緊固長螺釘等零件組成見圖2b所示：（1）抓手螺釘是標準件，方便更換，主要方便操作員，搬動夾具。（2）緊固螺釘主要是堅固圓弧定位塊，讓圓弧定位塊在工作過程中不發生位移。（3）夾具定位孔主要是讓夾具體快速安裝定位在銑床工作臺中。（4）定位銅塊材質為軟銅，防止夾傷工件，其圓弧面有導向作用方便安裝。（5）夾緊塊材質為普通鋼材，主要通過緊固螺紋作用下，夾緊定位銅和工件。（6）夾具體材質為調質鋼，是夾具的核心部分，兩邊有圓柱孔與固定在銑床工作臺的導柱配合，保證加工過程中夾具不發生位移，滿足加工要求。（7）緊固長螺釘是標準件，容易更換，主要用于壓緊夾緊塊實現夾緊工件。

5 工件在夾具加工順序

（1）定圓心位置。使用定點鉆定2-M10、2-？覫4、2-？覫8、M5、？覫24圓心位置，防止起鉆跳動而斷鉆頭。（2）使用鉆頭鉆加工？覫4小孔和螺紋孔？覫8.5，用絲錐M10加工螺紋，如圖2b件A所示。（3）使用鉆頭加工M5螺紋孔，用絲錐M5加工螺紋，如圖2b件B所示。（4）使用鉆頭和銑刀，加工？覫8、？覫24、？覫27及凹位，如圖2b件C所示。

6 夾具安裝工件操作步驟與要求

（1）如圖2b所示放置工件A和定位銅塊，擰緊長螺釘13壓緊夾緊塊9和定位銅塊，而夾緊工件，使用膠錘用適量敲打工件表面，防止夾緊過程基準面未貼緊夾具體。（2）如圖2b所示放置已加工M10螺紋和？覫8.5的工件B，？覫8.5孔與夾具體的螺紋相配，擰緊長螺釘14壓緊夾緊塊15而夾緊工件B，保證加工M5螺紋孔及其螺紋時，不發生位移。（3）如圖2b所示工件C，擰緊長螺釘12壓緊夾緊塊22和定位銅塊，而夾緊工件，使用膠錘用適量敲打工件表面，使工件表面緊貼夾具體表面；擰緊長螺釘19壓緊夾緊塊20壓緊工件，讓工件C實現完全定位，防止工件在銑削過程中發生振動和位移；有效解決加工困難（1）。（4）夾具在數控銑工作臺的安裝見圖2a所示。6件產品安裝在夾具后，操作者把夾具放置到數控銑工作臺正確位置后，一鍵啟動氣動裝置固定夾具在工作臺中。啟動數控銑加工產品。（5）在數控銑的銑削加工同時，操作者對另一個夾具進行安裝工件，讓加工時間與輔助時間同時進行，省去了輔助時間。（6）在夾具安裝工件時的注意事項：a.工件A、B是數控銑加工的半成品，工件C才是成品，每次完成取走工件C成品2件。b.取走成品工件C后，把工件B放到工件C位置；工件A放在工件B的位置；工件A位置放新毛坯料。c.每次在數控銑工作臺卸下夾具后，先放另一夾具安裝到數控銑工作臺，開動設備加工后，才對卸下的夾具進行拆裝工件。

7 結束語

采用鉸鏈多工序加工夾具后，1個人操作1臺數控銑設備，7分20秒裝卸夾具1次出2件成品，合格率達100%，一個月22天可以輕松完成2500件。比原來加工安排提高6倍以上，省時、省力、節約成本、提高了加工效率。