錐螺紋在夾具體中的應(yīng)用實(shí)例

賈超飛

摘要：主要論述了錐螺紋薄壁管在夾具中的應(yīng)用。將帶有錐螺紋的薄壁管裝夾到四軸加工中心，生產(chǎn)大批量且精度要求較高的小型產(chǎn)品。經(jīng)過實(shí)際的生產(chǎn)驗(yàn)證，此夾具具有安裝方便、操作方便、夾緊牢固等特點(diǎn)。并且，此類夾具在設(shè)計(jì)和制造上都比較簡單，尤其是對于小型軸類零件的大批量生產(chǎn)，具有很大的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：錐螺紋;四軸加工中心;夾具;銑削力

中圖分類號：TG751

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.070

在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，一些產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、精度要求很高的小型產(chǎn)品的需求量很大。針對這種需要三軸加工中心中幾道工序才能完成的小型零件，應(yīng)該采取自動化程度更高的四軸或者五軸加工中心來生產(chǎn)。當(dāng)設(shè)備的自動化程度越高，其所采用的工裝夾具往往就越具有針對性。所以，設(shè)計(jì)并制造專門的適合實(shí)際生產(chǎn)的夾具，顯得特別重要。鑒于夾具對產(chǎn)品加工的重要性，設(shè)計(jì)夾具不僅要能夠保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，還要具備方便安裝、方便使用的特點(diǎn)。相反，則會造成大批量產(chǎn)品報(bào)廢的情況。主要以實(shí)際加工的產(chǎn)品為依托，對錐螺紋在夾具體中的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 加工的產(chǎn)品及工藝要求

產(chǎn)品加工如圖1所示。

產(chǎn)品的加工要求：①材料為45#鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理;②表面不得出現(xiàn)磕碰與劃痕;③未注公差尺寸按照GB/T1804 2000中的標(biāo)準(zhǔn)。

2 產(chǎn)品工藝分析

該產(chǎn)品加工工藝如下：①選取φ25的45#鋼的圓棒料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理;②利用數(shù)車先將45#鋼的圓棒毛坯進(jìn)行車削，保證外形一次性車完，保證φ15.5的外圓（采用切斷刀進(jìn)行處理）和φ（22土0.03）的外圓同時(shí)車削，保證其同軸度，同時(shí)再進(jìn)行內(nèi)孔φ（18主0.02）的尺寸控制，最后切斷;③數(shù)控車調(diào)頭車削φ18.75的內(nèi)孔，采用軟爪裝夾φ22的外圓;④利用四軸加工中心以及專用夾具，加持φ22的外圓，進(jìn)行開口槽和腰槽的銑削，保證一次性裝夾完成。

3 銑削過程切削力的計(jì)算

參考《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》和《機(jī)械切削工人實(shí)用手冊》，可查得銑削力的計(jì)算公式為：

為52.5N。

4 夾具的設(shè)計(jì)

通過對加工工藝的分析和切削力的計(jì)算，同時(shí)基于四軸加工中心的旋轉(zhuǎn)軸特點(diǎn)和所配的三爪卡盤通用夾具考慮，夾具設(shè)計(jì)樣式如圖2所示。

此夾具分為兩個(gè)部分，一部分為夾具本體，裝夾在四軸的三爪卡盤上，為夾具主體;一部分為鎖緊環(huán)，為主要夾緊作用。

使用方法：首先，將夾具在三爪卡盤上安裝以后進(jìn)行找正，使夾具本體與三爪卡盤同心度達(dá)到0.01 mm以內(nèi)。然后將工件裝夾到夾具本體以內(nèi)，最后用鎖緊扳手將工件鎖緊。夾具本體設(shè)計(jì)圖紙如圖3所示。

夾具本體材料為65 Mn彈簧鋼，具備高彈性極限和高屈服強(qiáng)度，在反復(fù)使用過程中不宜產(chǎn)生永久性變形。鎖緊環(huán)材料為經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，硬度達(dá)到HRC56 - 59，具有足夠的剛性和強(qiáng)度，保證在反復(fù)裝夾的過程中不易損壞。

將夾具本體的前端設(shè)計(jì)成薄壁形式且在薄壁的根部做12 mm的開槽處理，這樣設(shè)計(jì)可避免夾具對加工過程產(chǎn)生干涉，還可減少根部的強(qiáng)度，使之更容易產(chǎn)生一定的變形量，增加鎖緊力。

夾具本體的前端設(shè)計(jì)長于工件放入夾具本體后的長度，保證夾具本體在前端鎖緊以后，工件受到軸向和徑向的兩個(gè)方向的夾緊力，同時(shí)產(chǎn)生定位于鎖緊的效果。

5 結(jié)論

對于這一類小型大批量、加工精度要求高的工件來說，合理的夾具設(shè)計(jì)配合較高自動化的設(shè)備，往往能夠很快提高生產(chǎn)效率，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，這樣的加工方法比以往的三軸加工至少提高了30%的生產(chǎn)效率，同時(shí)也大大降低了廢品率，適合在市場上應(yīng)用。

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