引言

在機(jī)加工領(lǐng)域,普車是最常見的機(jī)床,用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋,采用相應(yīng)的刀具和附件,還可進(jìn)行鉆擴(kuò)孔、攻絲、滾花等,精度較高,設(shè)備投入成本較低,應(yīng)用廣泛。

目前,國內(nèi)一些小規(guī)模機(jī)加工廠由于機(jī)床種類單一、精度低等原因,在對側(cè)面有較高形位公差要求孔的長板類零件或?qū)Ω鞣N形狀復(fù)雜、小尺寸、小批量工件加工時,存在較大難度。因此在普車上設(shè)計出多功能夾具是提高加工效率、降低勞動強(qiáng)度可行的方法。

1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀

在機(jī)床上使用夾具,主要功能是對工件進(jìn)行定位和夾緊。現(xiàn)代生產(chǎn)中,機(jī)床夾具是一種不可或缺的工藝裝備,直接影響加工精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品制造成本,因此機(jī)床夾具設(shè)計在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。

國際生產(chǎn)研究協(xié)會統(tǒng)計表明,中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)也要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場激烈的競爭,傳統(tǒng)夾具已經(jīng)不能滿足企業(yè)的生產(chǎn)要求。

2多功能夾具創(chuàng)新設(shè)計

2.1普車刀架多功能夾具

2.1.1設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)加工要求,設(shè)計多功能夾具,包括百分表、車床中托板、用于鎖緊中托板與車床導(dǎo)軌的中托板鎖緊螺釘、刀架、彎折端通過刀架螺栓與刀架固定連接的U形夾板和支撐架,貫穿U形夾板的上端、下端分別安裝6個用于夾緊U形夾板內(nèi)待加工工件的夾緊螺栓,在U形夾板遠(yuǎn)離彎折端一側(cè)的下端面通過凹坑與中托板上的可調(diào)節(jié)支撐釘連接,支撐架通過連接螺柱連接底板,且通過底板安裝在車床導(dǎo)軌上,底板可沿導(dǎo)軌滑移(圖1）。

加工時,把板類工件安裝在U型夾板的U形槽內(nèi),調(diào)節(jié)U型夾板下面的6個夾緊螺栓,螺栓頂起墊板,上下調(diào)整墊板上的工件,找到工件的中心位置,擰緊U形夾板上面的夾緊螺栓。調(diào)節(jié)可調(diào)支撐釘?shù)母叨?使其與U型夾板下面的凹坑接觸,起到支撐工件的作用。因工件為長板,把支撐架移動到工件合理的支撐位置處,鎖緊連接螺柱,使待加工的長工件處于水平狀態(tài),便于加工:此時將百分表和中托板配合使用,通過百分表和車床刻度盤的讀數(shù)來保證工件的形位公差,可以將加工精度控制在0.01～0.05mm范圍內(nèi)。此外,在U形夾板的凹槽下端安裝有墊板,從而有效防止待加工工件與U形夾具之間出現(xiàn)磨損,損傷待加工工件。

2.1.2工作原理

加工長板類工件時,將長板一端通過U形夾板1夾緊,長板的尾部或中間通過支撐架11支撐,使待加工長板處于水平狀態(tài):加工前擰緊中托板鎖緊螺釘6,消除中托板的間隙,進(jìn)行側(cè)面孔加工時,先在主軸14上安裝盤銑刀,對工件進(jìn)行表面加工提高其平面度,再在主軸14上安裝鉆夾頭,進(jìn)行鉆孔、較孔、攻絲等操作,利用普車的縱向、橫向自動進(jìn)給原理還可進(jìn)行自動加工:此時將磁力座的百分表安裝在車床導(dǎo)軌8上配合使用,通過百分表和車床刻度盤的讀數(shù)來保證工件的形位公差。通過U形夾板1與支撐架11的配合使長板處于水平穩(wěn)固狀態(tài),通過百分表和刻度盤的度數(shù)配合,即可解決長板類工件側(cè)面上有較高形位公差要求孔加工困難的問題。

2.2普車C形多功能夾具

2.2.1設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)加工要求,設(shè)計C形多功能夾具,包括用于鎖緊中托板與大托板的中托板鎖緊螺釘、刀架、通過刀架螺釘與刀架固定連接的C形夾具體,安裝在C形夾具體上凹槽內(nèi)的上壓塊,安裝在C形夾具體上平面并與上壓塊4U形槽接觸的C形夾具體螺釘,通過螺紋連接固定安裝在上壓塊上并插入到C形夾具體上平面的長槽內(nèi)的上壓塊定位銷,放置在C形夾具體2的下凹槽內(nèi)與下凹槽的下表面接觸的下墊鐵,放置在C形夾具體的下凹槽內(nèi)與下墊鐵的上表面接觸的下壓塊,與下壓塊的上面接觸并與C形夾具體凹槽的右面接觸的右墊板,通過螺紋連接固定安裝在右墊板上的右墊板手柄(圖2)。

安裝完成后,把三角形、四邊形、六邊形等各種形狀復(fù)雜的工件放在下壓塊上,使工件的下表面與下壓塊的上表面接觸,工件的側(cè)面與右墊板接觸,選擇合適的下墊鐵厚度,使工件居于待加工的高度。上下移動上壓塊,使其與工件的上表面接觸,調(diào)節(jié)C形夾具體上的兩個C形夾具體螺釘,使C形夾具體螺釘與上壓塊的U形凹槽接觸,擰緊C形夾具體螺釘,對工件進(jìn)行夾緊定位。若需要加工孔類零件,則在工件夾緊時通過右墊板調(diào)整讓刀間隙,避免加工時鉆頭損壞夾具,工件夾緊后將右墊板抽出,使工件與C形夾具體凹槽右平面之間留有空隙。

其次,在上壓塊的下表面縱向開有一個大的V形槽,橫向開有多個V形槽。下壓塊包含兩種類型,第一種上表面縱向開有一個大的V形槽,橫向開有多個V形槽:第二種上表面開有方形槽,在方形槽的左右根部開有削距槽,削距槽可以起到使工件平面與下壓塊方形槽平面更好接觸的作用。

通過上述技術(shù),第一種類型的下壓塊配合上壓塊使用可以夾緊四邊形、六邊形等形狀的零件,第二種類型的下壓塊配合上壓塊使用可以夾緊三角形形狀的零件。根據(jù)待加工零件的形狀不同,可以快速便捷地更換合適的下壓塊。

2.2.2工作原理

加工各種形狀復(fù)雜的小工件時,將C形夾具安裝在普車刀架上,并配合使用百分表和中托板、大托板進(jìn)行校驗(yàn),以保證C形夾具與主軸的垂直度和平面度達(dá)到加工要求。根據(jù)工件的尺寸和形狀選擇合適厚度的下墊鐵9和合適形狀的下壓塊8,將工件通過C形夾具2夾緊,完成工件的定位:加工前擰緊中托板鎖緊螺釘1,消除中托板10的間隙。在主軸上安裝各種類型的刀具,并利用普車的縱向、橫向自動進(jìn)給原理即可對工件自動加工:此時將百分表安裝在車床床身上配合使用,通過百分表和車床刻度盤的讀數(shù)來保證工件的形位公差。本實(shí)用新型可解決在工件精度要求不高的情況下利用普車對各種形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行加工的問題。

3多功能夾具的優(yōu)勢

3.1保證加工精度

對側(cè)面有較高形位公差要求孔的長板類工件以及復(fù)雜形狀的工件,可以通過多功能夾具來保證工件相對于刀具及機(jī)床的位置,通過百分表讀數(shù)來控制夾具的定位誤差。待加工工件的定位尺寸無須通過常規(guī)的測量劃線來保證?？梢栽诙喙δ軍A具上進(jìn)行測量定位,方便下一工件的直接安裝,對于不同尺寸的工件還可以通過調(diào)節(jié)螺栓來實(shí)現(xiàn)定位。

3.2提高加工效率

通過多功能夾具,方便、快捷地安裝待加工工件,只需通過鎖緊螺栓進(jìn)行定位和夾緊,不需要每次裝夾均進(jìn)行校正工件和對刀,顯著減少了加工時的輔助時間,并且不同于常用的三爪卡盤,也提高了工件的剛性以及加工效率。

3.3擴(kuò)寬機(jī)床加工范圍

多功能夾具可以在普車上直接安裝使用,無須更換其他高精度機(jī)床,拓寬了機(jī)床的加工范圍,同時可有效降低廢品率,對小規(guī)模機(jī)械加工廠來說經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

4結(jié)語

在實(shí)際生產(chǎn)加工中,使用本文所設(shè)計的多功能夾具,對比以往的生產(chǎn)方式,節(jié)省了輔助時間,效率明顯提高,定位精度準(zhǔn)確,有效保證了加工效率,并且所生產(chǎn)工件符合加工要求,拓寬了機(jī)床使用范圍,具有一定的推廣價值。