高效定位夾具在數控車床裝夾的應用

黃常春 甘永建

（韶關市技師學院，廣東 韶關 512000）

傳統的兩頂尖雞心夾裝夾工件時，由于中心孔大小深淺不統一，難以保證工件軸向定位，在數控車床上加工起來極為不方便，每個零件都要重新設Z向坐標零點，使加工工件的輔助時間增長、生產效率難于提高，為此本文作者根據兩頂尖雞心夾裝夾加工的特點，研制出高效定位夾具，既保證了加工工件的質量，又提高了生產效率，同時減輕工人勞動強度。獲得了同行們的一致好評。傳統雞心夾裝夾工件示意圖，如圖2所示。

圖2 傳統頂尖裝夾的示意圖

2018年下半年我校實習工廠加工外協工件如圖1所示，數量為2000件，由于工件數量多，交貨時間短，所以實習工廠領導決定采用數控車床加工。剛開始為了保證工件的同軸度和尺寸精度采用傳統的兩頂尖雞心夾裝夾，加工效率不高，學生的勞動強度大，質量難于保證。為此我對在車床上裝夾工件進行研究。

圖1 未注倒角1×45°

1 在數控車床上傳統裝夾的方法

1.1 直接用三爪卡盤裝夾，優點是通用、效率高；缺點是工件軸向難于定位、工件伸出長度不能過于長，否則工件剛性低影響切削用量的提高，造成生產效率低。

1.2 一夾一頂裝夾，優點是工件的剛度高，可以提高切削用量，生產效率高；缺點是工件因基準不統一造成工件的同軸度難以保證。如圖2所示。

1.3 傳統雞心夾裝夾工件必須使用兩頂尖，優點是工件的同軸度高，質量易于控制。缺點是工件兩端面的B型中心孔深淺必須統一，否則工件軸向難于控制，勞動強度高，工件裝夾麻煩，加工效率低。

受到工件端面定位和锪孔鉆的刀刃可以傳遞扭矩的原理啟發，經過多次使用、改良最終成形如圖3、4、5、6所示。

圖3 高效定位夾具爆炸圖

圖4 高效定位夾具夾具體零件圖

圖5 快速定位塊三維圖

圖6 快速定位塊零件圖

2 高效定位夾具的結構與作用

高效定位夾具夾具體與卡盤法蘭盤臺階配合，然后通過卡盤法圓錐與車床主軸軸頸配合,因接觸面積大并與錐面配合,更能保證夾具與車床的旋轉中心同軸，因夾具短增加了剛性,工件在尾座的向前移動下,使端面與定位塊接觸定位,批量的工件得到了縱向重合，前頂尖在彈簧的壓縮下左右移動,剛好頂著中心孔。這樣批量生產起來就不用每個工件都要重新對刀。而且在定位塊為五把刀刃（刃口為0.1 mm）與工件端面接觸，在尾座頂尖前移力的頂持下，略省了用雞心夾。

3 高效定位夾具的實物圖與切削過程

圖3是我制作的夾具實體圖，有兩個改進的地方：

3.1 因軸向有定位，批量生產的時候不用每個零件都重新對刀，這樣就減小了勞動強度同時也提高了生產效率。

3.2 該夾具在軸向精車切削力＜400公斤力時，工件以定位塊定位并壓入工件端面，經過長期使用實踐證明工件不會“打滑”。

4 高效定位夾具的的生產過程

4.1 夾具體的生產過程

4.2 定位塊的加工過程

（1）下料40GrФ90×28。（2）車端面，加工外圓Ф85×20、Ф26.2 通孔。（3）上加工中心粗加工五條刀刃，刃的寬度為0.4及五個臺階孔到尺寸。（4）工件熱處理HRC40至50。（5）上磨床加工定位塊Ф26+0.02通孔及兩端面，保證兩端面和內孔垂直。（6）

0上工具磨床加工五條刀刃，刃口寬度為0.1。

4.3 定位頂尖的加工過程（圖7、8）

圖7 定位頂尖三維圖

圖8 定位頂尖零件圖

頂尖采用材料40Gr鋼：

4.4 鎖緊螺絲制作過程

（1）45號鋼，調質為HB225～260。（2）加工臺階Ф18×8、內孔Ф10×10、加工M30×1.5 螺紋。（3）切斷工件。（4）夾Ф18×8加工Ф12.5×10的內孔。（5）沖壓內六角。（圖9、10）

圖9 鎖緊螺釘三維圖

圖10 鎖緊螺釘零件圖

5 工件裝配

定位塊與夾具體配作加工5個M8內螺紋。通過夾具體Ф3加機油，裝頂尖，裝圓柱彈簧，裝鎖緊螺釘，裝定位塊，通過螺紋與法蘭盤鎖緊，最后安裝在車床的主軸上。（圖11）

圖11