一種型芯加工夾具的分析與應用

王軍歌

（江蘇省連云港工貿高等職業技術學校/江蘇省經貿技師學院， 江蘇 連云港 222000）

1 螺紋型芯組件概述

從當前的企業應用情況來看，鉆床夾具大部分是單個夾具，不僅加工效率低下，而且加工精度也不高，有必要進行優化解決[1-2]。張玉娟等人提供了一種注塑用螺紋型芯組件，其設計巧妙、結構簡單、制造成本低，可有效提高加工效率。從該裝置的實際應用過程來看，該裝置通過上下兩端的夾具對型芯進行夾緊，在機床加工過程中易受力不穩，同時只能單獨夾緊一個型芯，不能批量處理，如果在減少人工成本的大環境情況下，在鉆床上進行批量加工，重復裝夾每次校正與對數工作量大，效率相對較低。針對以上情況，提供了一種應用于鉆床的新型型芯加工夾具，可有效地解決上述問題。

2 新型型芯加工夾具的結構和特點分析

2.1 結構分析

針對以往鉆床夾具存在的不足，提供了一種應用于鉆床的新型型芯加工夾具，通過該夾具固定與定位，可在鉆床上對型芯工件進行批量快速加工，減少人工操作工作量，提高工作效率[3]。該新型型芯加工夾具結構主要包括底板、定位板、螺柱、墊圈、螺母、鎖緊孔、壓緊螺絲等部件，如圖1 所示。

從圖1 可知，該型芯加工夾具包括底板和定位板，底板的一側設有三個螺柱，底板開設有用于與螺柱底部連接的螺孔，三個螺柱橫向均勻排列在底板上，螺柱上套接有若干個墊圈，墊圈為橡膠材質，定位板的一側套接在螺柱的頂部并被螺母鎖緊，定位板開設有兩個用于放置型芯工件的定位孔，兩個定位孔對稱設置，定位板遠離螺柱的一側開設有鎖緊孔，鎖緊孔與定位孔相通，鎖緊孔設有用于鎖緊定位孔內型芯工件的壓緊螺絲。底板的四個邊角開設有用于固定在機床上的螺孔，底板和定位板均為鋼材一體成型。

圖1 型芯加工夾具結構

在進行加工時，將底板通過螺栓固定在機床上，然后將型芯工件放置在定位孔內，之后將壓緊螺絲擰緊，使型芯工件被固定鎖緊在定位孔內，之后再根據型芯工件的高度調節使用的墊圈數量，使定位板剛好壓平型芯工件的底部在底板上，最后通過螺母擰入螺柱上將定位板的位置進行固定，即可進行型芯工件的批量加工。在應用中，用于放置型芯工件的定位孔可為多個，根據實際生產的需要進行開設，對型芯工件進行大批量加工，提高工作效率[4]。

2.2 特點分析

新型的夾具結構在定位板上開設定位孔用于放入型芯工件，之后用壓緊螺絲鎖緊型芯工件，防止型芯工件松動，螺柱上的多個墊圈可根據型芯工件長短來調節定位板的高度，使其剛好壓平型芯工件的底部，可以做到重復定位，并使長短同一型號的型芯工件通用；同時可在定位板上開設多個定位孔對型芯工件進行批量處理，提高工作效率。

3 實踐應用及效果分析

3.1 項目概況

當前在生產當中，微波波導負載部件的應用非常廣泛，主要是用于微波信號傳輸系統中吸收微波能量，從而起到改善裝置系統匹配性能的作用和效果。本次要求生產的一種波導負載零件的外形結構如圖2 所示。從圖2 外形結構可知，該波導負載零件的外形結構是非常復雜的，法蘭端面連接孔位置度要求≤0.05 mm，要求孔心距精度為±（0.15～0.1）mm，波導口位置度要求≤0.05 mm，同時還需要考慮到加工效率和加工成本問題。針對這一情況，采用新型型芯加工夾具用于加工負載外殼的法蘭盤端面定位連接孔是非常有效果的。

圖2 一種波導負載零件外形結構

3.2 加工方案的確定

3.2.1 定位裝置設計方案

車床上是由機床本身的精度來保證的，鉆模是由鉆模的位置精度來保證的。對于該法蘭盤端面定位連接孔，必須要求鉆模板各孔的位置精度高于加工的法蘭盤端面定位連接孔，鉆模板情況如圖3 所示。

圖3 鉆模板結構

通過固定在鉆模板上的定位型芯，能有效地確定鉆模板與法蘭盤端面定位連接孔的正確位置關系。選擇過盈配合方式將定位型芯固定在鉆模板，過盈量為0.01～0.05 mm，定位型芯與外殼型腔之間則是間隙配合，定位型芯型腔尺寸如圖3 所示。鉆模板上的4-Φ8H7 的孔為法蘭盤端面定位連接孔，其間裝入不同尺寸的鉆套可以加工出不同尺寸的孔。所以定位型芯各配合表面必須進行拋光處理，表面粗糙度值為Ra0.8 μm，硬度（HRC）為28 左右。

3.2.2 夾緊裝置的設計

因為負載外殼尺寸大，結構異形，材料一般為銅或鋁，且鉆孔直徑較小，所以切削力較小[5-6]。為減小夾具結構，選擇了兩個鉤形螺栓與滾花螺母配合，將負載外殼和鉆模板進行夾緊。這樣既能滿足夾緊要求，又便于操作夾緊裝置，如圖4 所示。

圖4 夾緊裝置結構

3.2.3 支撐裝置的設計

設計的支撐裝置結構如圖5 所示，由圖5 可知，用柱形支腳平穩支撐整個夾具，再置于鉆床上，柱形支腳的高度要一致，螺紋平行度、上端面與軸線的垂直度及自身的平面度均要好，保證零件裝入夾具進行鉆孔時的水平要求。支撐裝置的設計可以有效地降低加工難度和制造成本。

圖5 支撐裝置結構

3.3 效果分析

利用設計的新型型芯加工夾具生產波導負載外殼的法蘭盤端面定位連接孔零件，從生產實際效果來看，有效地保障了零件定位連接孔的尺寸和位置精度，實現了批量生產的要求，對比以往來講，零件的生產效率大幅度提高，生產成本和生產周期大幅度降低。從生產實踐來看，該新型型芯加工夾具應用面較廣，具有較好的通用性和互換性，可以為企業生產創造較好的經濟效益。

4 結語

針對當前鉆床夾具加工效率低下、加工精度不高的問題，提供了一種應用于鉆床的新型型芯加工夾具，包括底板和定位板，底板的一側設有若干個螺柱，螺柱上套接有若干個墊圈，定位板的一側套接在所述螺柱的頂部并被螺母鎖緊，定位板開設有若干個用于放置型芯工件的定位孔，定位板遠離所述螺柱的一側開設有鎖緊孔，鎖緊孔與所述定位孔相通，鎖緊孔設有用于鎖緊定位孔內型芯工件的壓緊螺絲。該型芯加工夾具在加工波導負載外殼的法蘭盤端面定位連接孔的生產中進行了實踐應用，通過新型的夾具對型芯進行固定與定位，可實現法蘭盤端面定位連接孔工件的批量快速加工，能有效減少人工操作工作量，提高工作效率，為企業創造了較好的經濟效益，可以在市場上進一步推廣應用。