基于產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目的重力輪工裝夾具設(shè)計(jì)

郭自慶

摘 要：健身器重力輪是一個(gè)精度要求相對(duì)較高的零件，零件由于表面粗糙度要求達(dá)到1.6以上，并且形位公差要求非常嚴(yán)格，給加工帶來(lái)非常大的困難，文章以CAK6140數(shù)控車床為例，對(duì)健身器重力輪零件進(jìn)行工裝夾具設(shè)計(jì)分析，從零件圖分析、加工工藝分析、夾具設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：重力輪；零件圖分析；工藝分析；夾具設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）19-0102-02

隨著技師學(xué)院產(chǎn)學(xué)研一體化項(xiàng)目的深入開(kāi)展，我院目前已與多家企業(yè)合作，通過(guò)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，為企業(yè)解決更多的技術(shù)難題。教師和學(xué)生通過(guò)參與相關(guān)課題的制作，既鞏固了相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)以致用，在學(xué)習(xí)中不斷去實(shí)踐，努力提高學(xué)生的職業(yè)核心能力，達(dá)到了良好的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)也創(chuàng)造了利潤(rùn)，使學(xué)校與企業(yè)的合作達(dá)到雙贏目的。

1 零件圖分析

該零件外形并不復(fù)雜，外圓兩端各有一個(gè)R2圓弧，φ98外圓、φ22內(nèi)孔、φ9圓錐及長(zhǎng)度均有公差要求，外圓對(duì)零件的軸線有圓跳動(dòng)要求，右端端面相對(duì)于軸線有垂直度要求，兩端面之間有平行度要求。由于該零件裝夾的部位為φ98外圓，長(zhǎng)度不太長(zhǎng)，用三爪卡盤裝夾時(shí)，會(huì)出現(xiàn)零件不易裝夾，找正時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和同軸度不準(zhǔn)的問(wèn)題，所以要設(shè)計(jì)夾具縮短裝夾時(shí)間，使其可以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。

2 加工工藝分析

工件材料為45#鋼、毛坯料φ100×32，外圓兩端都有圓弧需要加工，因此，在粗加工時(shí)，將φ98外圓兩端向中間接刀，并將圓弧加工了，精加工時(shí)只加工外圓。內(nèi)孔的公差值較小，內(nèi)圓錐需要專用塞規(guī)檢驗(yàn)。

需注意：外圓一定要粗精加工分開(kāi)，而且粗精加工的裝夾方式也不同，在精加工外圓時(shí)要以圓錐的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，裝在圓錐心軸上才能精加工φ98外圓。零件的工藝卡片如表1所示。

3 夾具設(shè)計(jì)

零件的端面在加工時(shí)所采用的夾具如圖2所示：通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)吊桿把整個(gè)主軸孔貫穿，用兩個(gè)端蓋定位在床頭箱主軸的兩端，厚端蓋右端面需要加工一刀，以保證端面與機(jī)床軸線的垂直度要求。

最后，精加工外圓時(shí)，以心軸來(lái)進(jìn)行定位，由于內(nèi)孔φ22的公差值較大，長(zhǎng)度較短，相比較而言，內(nèi)圓錐長(zhǎng)度長(zhǎng)一些，圓錐面更適合作為定位基準(zhǔn)。圓錐配合具有裝卸方便，雖經(jīng)多次裝卸，仍能保證精確的定心作用。

因此，專門制作一個(gè)錐度心軸，用于對(duì)該零件進(jìn)行定位，考慮到圓錐配合后，批量生產(chǎn)時(shí)，零件的左右位置會(huì)有所變化，專門制作了一個(gè)M24左旋固定螺母，如圖4所示，從左側(cè)面對(duì)工件進(jìn)行固定，這樣在主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，順時(shí)針?lè)较虍a(chǎn)生的力矩反而使左旋螺母實(shí)現(xiàn)從左向右方向自鎖。右邊把大端蓋固定在頂尖上，然后將大端蓋頂在工件的右側(cè)端面上。由于端蓋直徑尺寸較大，因此，定位非常牢靠，精加工φ98外圓時(shí)，背吃刀量只有0.2mm，切削力不大，因此，該夾具定位可靠，裝卸方便。

精加工φ98外圓所采用的夾具如下：

圖3為螺紋軸，三爪卡盤夾持在φ28外圓表面上，以φ44左側(cè)臺(tái)階作為夾緊定位臺(tái)階，夾緊牢固，定位可靠。圖5中的M12外螺紋與圖3內(nèi)螺紋配合，將圖3與圖5分開(kāi)做成兩個(gè)零件的目的，就是每次加工重力輪時(shí)，為了保證定位元件的精度，錐度心軸在零件每次批量生產(chǎn)前都加工一次，并且圖5圓錐表面是與圖3配合后才加工的，這樣才能保證圓錐軸線與主軸軸線的同軸度要求。用該圓錐心軸定位，可以保證精加工φ98外圓的圓跳動(dòng)不會(huì)超差。

圖6的大端蓋與頂尖的固定是通過(guò)一根M6的螺桿穿過(guò)端蓋上面的M6螺母，嵌在頂尖的5.5mm寬槽里面，使大端蓋可以固定在頂尖上，不會(huì)脫落。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此次夾具的設(shè)計(jì)，使重力輪這個(gè)零件在加工時(shí)的圓跳動(dòng)低、效率高，易打滑、等問(wèn)題都得到了全面解決，大大縮短了裝夾的時(shí)間，并且可以解決同軸度不準(zhǔn)的問(wèn)題。通過(guò)師生參與外加工、產(chǎn)學(xué)研等項(xiàng)目的制作，在生產(chǎn)中不斷豐富總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高工裝夾具的設(shè)計(jì)能力，在生產(chǎn)中探索、傳承現(xiàn)代學(xué)徒制，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)高素質(zhì)技能人才的一種職業(yè)教育模式，意義重大！

參考文獻(xiàn)：

[1]翟瑞波.數(shù)控加工工藝[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010，7.

[2]田培棠，石曉輝，米林.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2011，1.