鉤子加工夾具設計

鄧文星， 宋燕林， 韓利萍， 張瑞凱， 李 凱

（山西航天清華裝備有限責任公司， 山西 長治 046012）

引言

某產品零件鉤子屬于關鍵件，材料為低溫合金鋼，40Gr 鍛件，調質硬度（HRC）為36～40，材料硬度較高，不易加工。由于其形狀復雜，不易裝卡，以及對尺寸、輪廓同軸度等精度要求較高，使得其精度不易保證，產品質量穩定性較差[1]。因此需要設計一套專用夾具。

1 加工過程分析

該零件外形復雜，加工特征較多，主要加工面為下圖中A、B、C 三面，其三維模型如圖1 所示。

圖1 鉤子三維模型

鉤子屬于異形件，根據數控加工一次裝卡盡可能完成多個輪廓的原則：因A 面輪廓要素較多，所以首先加工A 面，在A 面加工完成后，在設備上通過測頭直接檢測中間Φ20 孔公差，尺寸合格后方可下貨，不合格則補加工A 面加工完成后，對B 面加工，因為已經加工完成的面是異形面，無法采用傳統方式裝夾，此時需要設計制作一套專用工裝，用于固定已加工好的A 面。加工C 面時采用工裝定位后，在機床自動對刀找正，對產品最后根部進行清角，保證尺寸精度。

2 夾具設計原理

按照加工要求，采用不完全定位方式，根據六點定位原理，每個支承面消除1 個自由度，消除工件沿x、y 的移動自由度，同時消除工件沿x、y、z 3 個方向的自由度。為便于產品加工，以接觸面積最大的底平面為主要支承面。考慮到工件變形、夾緊力及刀具切削力等多種因素對加工精度的影響，設計了弧形面作為輔助支承面（詳見詳細設計）[2]。

3 夾具的詳細設計

由于鉤子為異形件，通過仿形設計，設計出一組專用工裝（由左、右兩個工裝組成）。夾具實物如圖2所示。先將左、右兩工裝進行脫模分解，將產品放入工裝中，用虎鉗夾緊，然后采用機床測頭進行自動對刀找正，保證兩個孔位同軸度。

圖2 夾具實物圖

4 使用效果

通過使用本夾具，單件生產效率提高4 倍以上，產品一次交驗合格率達到100%，公差及精度得到更好的保證[3]。加工過程如圖3 所示，成品如圖4所示。

圖3 加工過程圖

圖4 工件成品圖

5 結論

本文研究的鉤子加工夾具，結構緊湊、操作方便，加工精度和生產率高。經使用證明，通過該異形件工裝的設計，解決了中小型異形件不易裝夾的技術難題，也為其他異型零件的裝夾提供了解決思路。