引言

在機加工領(lǐng)域,普車是最常見的機床,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,還可進行鉆擴孔、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)模機加工廠由于機床種類單一、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、降低勞動強度可行的方法。

1機床夾具的現(xiàn)狀

在機床上使用夾具,主要功能是對工件進行定位和夾緊。現(xiàn)代生產(chǎn)中,機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。現(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軌上,底板可沿導軌滑移(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,進行側(cè)面孔加工時,先在主軸14上安裝盤銑刀,對工件進行表面加工提高其平面度,再在主軸14上安裝鉆夾頭,進行鉆孔、較孔、攻絲等操作,利用普車的縱向、橫向自動進給原理還可進行自動加工:此時將磁力座的百分表安裝在車床導軌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、大托板進行校驗,以保證C形夾具與主軸的垂直度和平面度達到加工要求。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。可以在多功能夾具上進行測量定位,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行定位和夾緊,不需要每次裝夾均進行校正工件和對刀,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擴寬機床加工范圍

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床,拓寬了機床的加工范圍,同時可有效降低廢品率,對小規(guī)模機械加工廠來說經(jīng)濟效益非常顯著。

4結(jié)語

在實際生產(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,拓寬了機床使用范圍,具有一定的推廣價值。