一種特殊產品加工防夾刀裝置的研究設計

李素娟 朱海平

摘要：一種特殊產品在機械加工過程中，正常要用鋸片銑刀沿著螺紋孔方向開槽，開槽至全長大約1/3處時由于已開部分的收縮變形，導致鋸片銑刀所受夾緊力越來越大，越向縱深加工收縮變形越嚴重，從而會使鋸片無法移動，最終導致中斷加工甚至折斷鋸片銑刀。為解決實際難題，結合該產品的裝夾方法，研究出一種能防止工件收縮變形的裝置，該裝置主要包括螺桿、螺帽、連接塊、銷子及與之相配合的底板。該裝置適用于單件或批量生產，極大的提高了加工效率，并徹底解決了夾刀、斷刀的困擾。

Abstract： In the machining process of a special product，it is normal to use the saw blade milling cutter to slot along the direction of the threaded hole. When slotting to about 1/3 of the total length，due to the shrinkage deformation of the opened part，the clamping force of the saw blade milling cutter becomes larger and larger，and the further processing shrinkage deformation is more serious，which will make the saw blade unable to move，resulting in interruption of processing and even breaking of the saw blade milling cutter. In order to solve practical problems，combined with the clamping method of the product， a device which can prevent the shrinkage and deformation of the workpiece is developed. The device mainly includes screw，nut， connecting block，pin and the matching bottom plate. The device is suitable for single piece or batch production，which greatly improves the processing efficiency，and completely solves the problems of clamping and breaking tools.

關鍵詞：鋸片銑刀;收縮變形;中斷加工

Key words： saw blade milling cutter;shrinkage deformation;interrupted processing

中圖分類號：TG71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0092-02

1? 技術背景

隨著裝備制造的不斷發展，生產工具、生產設備、產品與工程結構均變得越來越復雜，這種復雜性主要表現在其內部各組成部分之間與外界環境之間的聯系變得越來越密切，以至于其中某一部分的一些變化可能會引起一連串的響應進而波及全局，即“牽一發而動全身”[1]。在機械加工過程中，由機床、夾具、刀具和工件構成的工藝系統的各個環節，對加工過程及加工質量都會產生重要影響，任何環節出現問題都將使得加工過程無法正常進行或使得加工質量無法得到保證。因此，簡單實用的工裝夾具的設計和研發，不僅能夠提高生產效率和保證產品質量，同時也能極大的降低制造成本，為生產制造的連續進行和高質量產品的穩定輸出提供基礎保障。

鋸片銑刀既是鋸片也是銑刀，是同屬于兩者的產物。鋸片銑刀大多是由W6Mo5Cr4V2或同等性能的高速鋼、硬質合金等材料制作。經常用于中硬及以下金屬材料的槽加工等，鋸片銑刀的常用齒形有三角齒、三角齒倒角;圓弧齒、圓弧齒倒角。最常用的是三角齒。

該產品正常用鋸片銑刀加工時，需要沿著螺紋孔方向開槽，在加工過程中，受切削熱的影響[2]，加工到大約1/3長度處時由于工件開槽處的收縮變形，鋸片銑刀所受夾緊力越來越大，從而無法移動，最終導致中斷加工。為此，結合該產品的裝夾方法，研究出一種能防止工件收縮變形的專用裝置，該裝置主要包括螺桿、螺帽、連接塊、銷子及與之相配合的底板。

2? 行業發展

機械制造業在國家行業發展中處于基礎性地位，它同時也是一個國家的支柱型行業，能在很大程度上影響國民經濟的發展[3]。我國在長期的經濟建設中，機械制造行業也取得了一些成績，但不可否認的是，機械制造行業也在發展過程中同時暴露出一些問題。對任何一個國家來說，機械制造業水平的高低都會對該國的經濟建設產生重要影響，我國自然也不例外（如圖1所示）。伴隨改革開放政策的實施，我國的機械制造行業整體發展很快，制造業水平明顯提升，并且也由最初的單純追求數量逐漸轉變為技術創新。

盡管機械制造行業取得了顯著成績，可是擁有知識產權的自主品牌卻十分有限。通過深入分析我國機械行業發展現狀，發現我國的機械制造行業整體水平仍然落后于西方發達國家[4]。主要表現為：核心設備和技術遠遠落后于國外先進水平，毛坯原材料質量穩定性不及國外同類產品，熱處理工藝水平達不到高水準要求導致產品質量上不去……為了改變這種現狀[5]，國內企業開始與國外先進企業聯合發展，但因為核心技術受制于人依然無法突破制約瓶頸，還存在被國外企業覬覦的風險。還有，國家對制造業的關注與資金投入不足也是行業整體水平較低的原因之一，如圖2所示。

3? 技術方案

本設計方案遵從簡單、便捷、高效、實用、經濟、可靠的理念，本著為產品提供可靠的質量輸出，為操作者提供實用的工裝夾具。利用企業現有設備和原材料，發揮產業技術人員的聰明才智完成夾具自制。這樣，既保證了產品質量和生產安全，又能降低作業人員的勞動強度和夾具的自制成本[6]。

螺栓聯接主要用于需要螺栓承受橫向載荷或需靠螺桿精確固定被聯接件相對位置的場合。螺釘聯接適用于其中一個零件較厚或另一端不能裝螺母的場合，不適用于經常拆裝的場合。雙頭螺栓聯接：適用于其中一個零件較厚，結構緊湊和經常拆裝的場合。緊定螺釘聯接常用于固定兩個零件的相對位置，并可傳遞不大的力或轉矩。螺栓聯接特點：被聯接件均較薄，在其上制通孔。用螺栓、螺母聯接，結構簡單，裝拆方便。螺釘聯接特點：不需用螺母，將螺釘穿過一被聯接件的孔，旋入另一被聯接件的螺紋孔中。雙頭螺柱聯接特點：被聯接件之一較厚，在其上制盲孔，且在盲孔上切制螺紋。薄件制通孔，無螺紋。用雙頭螺柱加螺母聯接。允許多次裝拆而不損壞被聯接件。緊定螺釘聯接特點：利用緊定螺釘旋入一另件的螺紋孔中，并以末端頂住另一零件的表面或頂入該零件的凹坑中。根據實際使用環境，可對照選擇強度、尺寸不同的聯結螺栓。

本裝置（如圖3）主要包括：螺桿4，螺帽5，銷子1，連接塊6，其特征在于，先將工件固定在底板上，將銷子1插入到工件2光孔中，再將螺桿4通過螺紋連接到底板3上，最后用螺帽5將工裝旋緊，通過銷子傳遞相反的張力，以達到防止工件在加工中孔收縮的目的，利用螺紋的預緊力防止工件收縮。

操作方法如圖4所示，先將工件2固定在底板上，將防收縮工裝1的銷子插入到工件2光孔中，再將螺桿4通過螺紋連接到底板3上，最后用螺帽5將工裝旋緊，通過銷子傳遞相反的張力，以達到防止工件在加工中螺紋孔收縮的目的。

4? 研究意義

機械制造業是為國民經濟各部門提供機械裝備的行業，在國民經濟中占有十分重要的地位，機械制造本身也離不開機械裝備。簡單實用的工裝可使機械加工的生產效率得到大幅度的提高，確保輸出穩定可靠的產品質量，同時也能降低生產成本，節約能源和原材料等。

因此，工裝在機械加工中扮演著非常重要的角色。大量現場數據表明，工裝在設計時一定要考慮使用的簡單、可靠、便捷、經濟、互換等因素，一套簡單實用、經濟高效的工裝，不僅能夠極大的提高生產效率，在確保產品質量穩定可靠的同時，也能有效降低制造成本，減輕企業負擔。所以，設計者在繼承的基礎上一定要有創新，在創新的同時一定要結合實際使用，只有這樣設計出的工裝才能發揮出綜合優勢，真正為生產提供大力支撐。

5? 結論

本課題設計研究的防變形裝置，簡單實用、高效可靠，能夠適用于單件或批量生產，極大的提高了加工效率，并徹底地解決了夾刀、斷刀的困擾。

參考文獻：

[1]楊叔子.機械工程控制基礎[M].武漢：華中科技大學出版社，2019.

[2]謝旭華.機械制造工藝及工裝[M].北京：科學出版社，2010.

[3]湯銳.淺談機械制造與設備的技術發展[J].化工管理，2015，（33）.

[4]王健.機械設計與機械制造的技術探討[J].山東工業技術，2016（1）.

[5]陳世平.先進制造技術及其在機械制造中的應用[J].新技術新工藝，2002（7）：2-4.

[6]陳伯仲.淺談提升制造業產品品質[J].企業改革與管理，2016（10）.