喬 亮

1 研究背景

對于異形零件而言，進(jìn)行車削加工時，由于外形的原因，不能使用通用的三爪卡盤，必須設(shè)計特殊的定位夾緊裝置，才能達(dá)到在車床上加工的目的。

圖1所示的零件為近似多邊形的盤形異形零件，A面為加工面。下文將以該零件為對象，介紹用于其端面加工夾具的設(shè)計。

圖1 工件簡圖

該零件加工面為A面，因此，定位在其對側(cè)B面并在垂直方向壓緊即可。為避免加工過程中壓緊裝置與刀具的干涉，只能將壓緊點布置于加工面外側(cè)，即C、D、E三處。定位方案確定無疑，壓緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計便成為夾具設(shè)計的關(guān)鍵所在。

2 回轉(zhuǎn)中心的確定

由于車削加工在高速旋轉(zhuǎn)中進(jìn)行，為避免旋轉(zhuǎn)運動中質(zhì)量分布不平衡產(chǎn)生過大的偏心力，工件的回轉(zhuǎn)中心應(yīng)盡量靠近質(zhì)心，也便于配重設(shè)計。而圖1所示零件由于壓緊點分布不規(guī)則，回轉(zhuǎn)中心的選擇還要考慮壓緊點的因素，使各點壓緊力矩接近，避免各壓緊點受力相差懸殊。綜合考慮，回轉(zhuǎn)中心選在中心線偏下位置。

3 壓緊機構(gòu)

壓緊機構(gòu)的作用是保證工件的可靠定位并確保工件在加工過程中不能移位。壓緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計要考慮壓緊力的來源（手動壓緊/自動壓緊）、操作的便利性等因素。本例中，壓緊力由液壓油缸提供。

3.1 壓緊機構(gòu)的選擇

此件壓緊位置空間有限，因此，壓緊機構(gòu)考慮杠桿結(jié)構(gòu)或螺旋凸輪結(jié)構(gòu)。杠桿結(jié)構(gòu)要求張開充分，以方便工件上下。而螺旋凸輪結(jié)構(gòu)在升降過程中同樣要求壓板擺動足夠角度以躲避工件。螺旋凸輪結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對緊湊，但制造裝配要求較高。因此，選用杠桿結(jié)構(gòu)實現(xiàn)壓緊。

3.2 壓緊結(jié)構(gòu)的布置

沿切向布置，壓緊結(jié)構(gòu)幾與壓緊側(cè)斜邊平行，力臂較長，結(jié)構(gòu)尺寸較大；而且由于壓緊空間緊湊，壓板半側(cè)受力，壓緊不可靠。壓板沿徑向布置，較小的尺寸即可實現(xiàn)壓緊結(jié)構(gòu)，并使壓板與工件的接觸面積在現(xiàn)有條件下盡可能大。

3.3 壓緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計

如圖2所示，壓緊結(jié)構(gòu)采用連桿原理，將支點設(shè)在壓板后端，壓板在驅(qū)動桿的作用下繞支點轉(zhuǎn)動，運動軌跡是繞支點的圓；同時，通過杠桿的放大原理，驅(qū)動桿較小的行程可以實現(xiàn)壓板前端較大的張開距離，提供上下工件時所需空間。由于壓緊點壓緊面積有限，夾具設(shè)置了限位塊和限位銷，防止加工中因碰撞導(dǎo)致工件轉(zhuǎn)動移位甚至甩出。3.4 夾具的驅(qū)動機構(gòu)

圖2 壓緊結(jié)構(gòu)

圖3 夾具俯視圖

夾具的動力來源于機床配置的油缸，油缸通過拉桿與驅(qū)動機構(gòu)連接（見圖3）。三個驅(qū)動桿沿套筒上下移動，其高度可以通過中間桿上的螺紋調(diào)節(jié)，三個驅(qū)動桿通過中間桿連接在過渡板上，保證三個夾緊點同步夾緊。

3.5 配重的設(shè)計

為防止夾具高速旋轉(zhuǎn)時偏心力對機床主軸的影響，夾具還需設(shè)計配重塊以平衡偏心力的影響。如圖4所示，平衡塊通過T形螺栓固定在夾具體上，可以沿圓周方向的T形槽調(diào)整位置，滿足較大的不平衡量的調(diào)整。

圖4 夾具剖視圖

4 結(jié)語

本文討論了一個不規(guī)則盤形零件的夾具設(shè)計，根據(jù)其加工要求，著重對其壓緊結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析?？偠灾?，夾具的設(shè)計需要根據(jù)零件加工的工藝要求進(jìn)行。對于車床夾具而言，夾緊定位部位為圓形的工件夾具相對簡單，不規(guī)則形狀工件的夾具要復(fù)雜得多；夾具除可靠的夾緊定位外，還需要充分考慮高速旋轉(zhuǎn)時離心力對夾具的影響乃至利用離心力實現(xiàn)工件的定位夾緊。

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