基于臥式雙面單工位版輥數(shù)控粗精鏜車專用機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)

施兆春 華亮亮

（1.南京工程學(xué)院，江蘇南京211167；2.重慶威諾克智能裝備股份有限公司，重慶402160）

0 引言

版輥也叫鋼輥，又分空心輥和實(shí)心輥，帶軸輥和非帶軸輥，一般用于制版，滾筒表面鍍銅，經(jīng)過(guò)凹版電子雕刻機(jī)雕刻好圖案，然后鍍上一層鉻。做好后交付印刷廠，常用于塑料包裝的印刷。版輥大量用于印制電路板中，批量大、品種多，有壓紋版輥、包裝版輥、木紋版輥、壁紙版輥等等。

以往一般采用車床兩頭分別加工，兩次加工的缺點(diǎn)是工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，技術(shù)水平要求高，生產(chǎn)效率低，最大的問題是兩頭錐孔同軸度不小于0.05 mm，版輥裝配后使用，產(chǎn)品壓印不均勻，不能符合要求。

1 產(chǎn)品特點(diǎn)

在與客戶多次溝通后，我們總結(jié)了版輥生產(chǎn)的特點(diǎn)：多品種、中批量。所有品種加工內(nèi)容相似，如圖1所示，零件外徑范圍：100～350 mm；長(zhǎng)度范圍：300～1 100 mm；內(nèi)孔直徑范圍：70～100 mm；內(nèi)臺(tái)階端面直徑：140 mm；錐孔范圍：0°～32°。

圖1 版輥工序圖

加工完成后工件精度：（1）內(nèi)錐孔：跳動(dòng)≤0.02 mm；錐孔表面及倒角粗糙度Ra≤1.6；錐孔錐度誤差≤10′。（2）內(nèi)臺(tái)階端面：表面粗糙度Ra≤6.3。（3）綜合精度：錐孔兩端同軸度≤0.05 mm；錐孔與外圓同心度≤0.05 mm。

在了解產(chǎn)品特點(diǎn)后，我們?cè)O(shè)計(jì)的專機(jī)方案需解決的問題有：一是設(shè)備具有兼容性，能夠加工客戶現(xiàn)有多品種產(chǎn)品，更換品種方便；二是解決困擾客戶的因兩端錐孔分次加工不同心引起的產(chǎn)品壓印不均勻問題；三是保證設(shè)備加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，加工效率高，讓客戶投資有高回報(bào)；四是將專機(jī)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)充分應(yīng)用到方案中，使設(shè)備既價(jià)廉物美又便于操作，讓客戶優(yōu)先選用我們的方案。

2 設(shè)備技術(shù)屬性

2.1 機(jī)床結(jié)構(gòu)

如圖2所示，數(shù)控機(jī)床為雙面臥式結(jié)構(gòu)，由床身部件1、數(shù)控滑臺(tái)部件2、刀具部件3、數(shù)控鏜車頭部件4、夾具部件5等主要部件構(gòu)成，其他部件有控制部件、氣動(dòng)部件、潤(rùn)滑部件、防護(hù)部件等。

圖2 機(jī)床總圖

2.2 機(jī)床動(dòng)作

人工上料—對(duì)齊端面—定心夾緊—滑臺(tái)快進(jìn)—鏜內(nèi)錐孔、車內(nèi)端面—滑臺(tái)快退—夾具松開—人工下料—機(jī)床循環(huán)。

3 專用夾具設(shè)計(jì)

3.1 專用夾具的要求

（1）夾具兩個(gè)短V型塊定位，控制4個(gè)自由度，端面定位，控制1個(gè)自由度，共限制5個(gè)自由度，為欠定位，可滿足工序要求；（2）夾具夾緊力由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)左旋及右旋滾珠絲桿帶動(dòng)V型塊夾緊工件，夾緊力可通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定伺服電機(jī)扭矩任意調(diào)節(jié)；（3）兩個(gè)夾緊V型塊，由絲桿行程控制距離，可相應(yīng)夾緊不同直徑的工件；（4）根據(jù)零件長(zhǎng)度，沿直線導(dǎo)軌調(diào)整兩組夾緊塊的距離，滿足不同長(zhǎng)度工件要求；（5）兩組夾具塊調(diào)整好以后，必須考慮夾緊塊的鎖緊，保證夾具能克服軸向切削力，采用了液壓控制的活塞鎖緊直線導(dǎo)軌方法。

3.2 專用夾具的機(jī)械結(jié)構(gòu)

如圖3夾具主視圖所示，專用夾具由夾具體1、螺釘2、安裝座3、螺釘4、錐銷5、軸承6、端蓋7、螺釘8、隔套9、鎖緊螺母10、左旋絲桿11、右旋絲桿12、螺釘13、緩沖墊14、螺釘15、電機(jī)座16、螺釘17、支撐條18、螺釘19、V型塊20、螺釘21、鍵22、螺釘23、定位塊24、定位塊25、螺釘26、鍵27、結(jié)合套28、滑枕29、螺釘30共30個(gè)零件組成，左旋滾珠絲桿11與右旋滾珠絲桿12由結(jié)合套28固定連接，由同一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)與左旋絲桿11由聯(lián)軸節(jié)連接，左旋絲桿11及右旋絲桿12的螺母座分別固定一個(gè)V型塊20，定位塊24及定位塊25固定在V型塊20上，當(dāng)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，V型塊20夾緊，反轉(zhuǎn)時(shí)，V型塊20松開，實(shí)現(xiàn)零件的夾緊與松開。左旋絲桿11及右旋絲桿12行程無(wú)極可調(diào)，零件直徑調(diào)整范圍100～350 mm。左旋絲桿左端由兩個(gè)角接觸球軸承6支撐，角接觸球軸承外圈固定在安裝座3中。安裝座通過(guò)內(nèi)六角螺釘4與夾具體1固定，采用錐銷5定位；角接觸球軸承6外圈軸向由端蓋7固定；內(nèi)圈采用隔套9軸向定位，再由鎖緊螺母10固定。右端固定與左端固定同理，右旋軸承兩端固定與左旋軸承同理。

圖3 夾具主視圖

如圖4夾具俯視圖所示，本V型夾具成對(duì)使用，安裝在兩根直線導(dǎo)軌上，與直線導(dǎo)軌采用雙滑塊連接，夾具調(diào)整范圍300～1 100 mm，兩滑塊之間安裝氣動(dòng)鎖，既方便長(zhǎng)度調(diào)整，又能可靠鎖緊，保證加工精度。

圖4 夾具俯視圖

如圖5夾具左視圖所示，擋塊34與夾具體由螺釘33連接，卡環(huán)32與擋塊34由螺釘33連接，拉桿夾在卡環(huán)中，調(diào)整長(zhǎng)度時(shí)，控制夾具與鏜車動(dòng)力頭距離。鑲條42置于絲桿螺母座與夾具體之間，用于消除絲桿螺母座與夾具體之間的間隙。壓板38與壓板40安裝于夾具體，起防塵美觀作用。

如圖6夾具A-A視圖所示，鎖緊塊44安裝于直線導(dǎo)軌上，鎖緊塊44與夾具體之間通過(guò)調(diào)整墊45消除安裝間隙。

圖5 夾具左視圖

圖6 夾具A-A視圖

如圖7夾具B-B視圖所示，活塞50與頂桿55斜面接觸，在液壓作用下，從絲桿兩側(cè)鎖緊直線導(dǎo)軌。端蓋48與鎖緊塊用螺釘連接，用O型圈46密封，活塞50與鎖緊塊采用O型圈51密封，頂桿55與鎖緊塊采用O型圈54密封。

圖7 夾具B-B視圖

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)備裝配調(diào)試合格后，交客戶使用，加工出的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)符合雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議要求，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，多品種規(guī)格兼容，解決了長(zhǎng)期困擾客戶的產(chǎn)品兩端錐孔的同軸度問題，提高了客戶產(chǎn)品在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。