1.問(wèn)題的提出

在機(jī)械制造領(lǐng)域，在某些非軸類產(chǎn)品中有許多孔要加工，根據(jù)這種孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在數(shù)控車床上加工比較方便，特別是當(dāng)產(chǎn)品處于試制加工階段，當(dāng)孔的尺寸需要調(diào)整時(shí)，使用車床刀具加工的通用性較好，可以節(jié)省刀具成本，并減少前期準(zhǔn)備時(shí)間。

比如某種閥體類零件，該種零件外形結(jié)構(gòu)整體為長(zhǎng)方體，在閥體上有多種不同形狀和規(guī)格的孔，其中的主孔和偏心孔由于孔內(nèi)有很多的溝槽和圓角，并且孔比較深，所以更適合使用數(shù)控車床加工。另外，如果在新產(chǎn)品試制時(shí)，主孔和偏心孔的尺寸會(huì)根據(jù)需要多次變化，那么在數(shù)控車床上進(jìn)行加工，有更好的便利性。這種情況下就需要設(shè)計(jì)一種夾具，來(lái)適合主孔和偏心孔的加工。

筆者試圖制作一種用于數(shù)控車床進(jìn)行孔加工時(shí)所使用的夾具和安裝調(diào)整方法。該結(jié)構(gòu)制作的夾具，能夠完成平面上孔的加工。一套夾具經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單操作的更換，可以完成兩個(gè)方向不同孔的加工，也可以根據(jù)需要分別完成加工。減少車床數(shù)量的使用，方便調(diào)整切換，減少打表找正的次數(shù)和方法。并總結(jié)提煉了一種調(diào)整找正的方法。

2.設(shè)計(jì)原理和使用方法

圖1 工作示意圖

圖1是某閥體結(jié)構(gòu)（工件）的簡(jiǎn)化示意圖，工件主孔和工件偏心孔是準(zhǔn)備在數(shù)控車床上進(jìn)行加工的，兩者都不在工件相應(yīng)平面的中心位置。為了能夠完成工件主孔和工件偏心孔的加工，裝夾工件時(shí)需要保證所加工孔的軸線要與車主軸軸線重合。

具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖2、圖3、圖4、圖5，上板與左立板、右立板之間裝有連接定位銷，并通過(guò)螺栓連接。左立板、右立板通過(guò)螺栓與底板連接，底板與連接盤通過(guò)螺栓連接。連接盤安裝在數(shù)控車床主軸上。夾具定位體安裝在底板上，夾具定位體安裝面平面與數(shù)控車床主軸軸線之間的設(shè)計(jì)距離，要保證工件安裝后工件主孔的軸線與數(shù)控車床主軸軸線重合。鎖緊體安放到夾具定位體的定位孔中，加強(qiáng)板用于拉緊左立板和右立板。

圖2 主視圖 

圖3 軸測(cè)圖

圖4 主體夾具定位體

工件安放到夾具定位體的安裝面上，工件凸臺(tái)與工件安裝定位孔接觸，并且工件定位孔安放在夾具定位體上的菱形定位銷上。實(shí)現(xiàn)一面兩銷定位。鎖緊螺桿經(jīng)過(guò)壓板、與鎖緊體連接，利用六方扳手經(jīng)過(guò)左立板上的避讓孔，鎖緊螺桿，完成加工工件主孔的定位夾緊。

當(dāng)加工工件的偏心孔時(shí)，可將工件放置在上板上，工件定位孔放在上板上面的工件定位銷上，工件凸臺(tái)置于上板的避空?qǐng)A孔里。墊塊安裝在上板的兩側(cè)，鎖緊螺栓，經(jīng)壓板壓緊工件。定位銷在上板的位置要保證工件安裝后的工件偏心孔軸線與數(shù)控機(jī)床主軸軸線重合。

當(dāng)夾具定位體和上板上都裝有工件，并鎖緊后，由于所要加工的工件主孔和工件偏心孔的中心都處于數(shù)控車床主軸軸線重合位置，這樣我們就可以對(duì)兩個(gè)孔實(shí)施加工了，一個(gè)夾具就能夠完成兩個(gè)不同位置孔的加工。

單工序加工時(shí)的操作方法：參見(jiàn)圖5，當(dāng)我們要加工的產(chǎn)品較大、工件主孔和工件偏心孔的孔徑又相對(duì)較小時(shí)，一次裝夾兩個(gè)產(chǎn)品加工工件主孔時(shí)，由于上板和上板上的工件的厚度較高，會(huì)導(dǎo)致加工工件主孔時(shí)的刀具伸出來(lái)過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致刀具顫動(dòng)，不利于產(chǎn)品加工。這時(shí)我們可以利用這套夾具分別對(duì)工件主孔和工件偏心孔進(jìn)行加工。具體操作方法是：當(dāng)加工完工件偏心孔后，可以把上板及上面的墊塊和壓板等件一起卸下來(lái)，這樣加工工件主孔時(shí)的刀具長(zhǎng)度就會(huì)大大縮短，保證了加工刀具的剛性；而需要把上板及上面的墊塊和壓板等件裝回夾具時(shí)，由于在左立板、右立板和上板之間設(shè)計(jì)了定位銷進(jìn)行定位連接，保證了它們之間的定位連接精度，再次加工工件偏心孔時(shí)，仍然能夠保證工件偏心孔的中心處于數(shù)控車床的軸線重合，保證了加工精度。

圖5 上板切換示意圖

夾具安裝找正的方法：整體夾具在首次安裝到數(shù)控車床上時(shí)，必須保證夾具的安裝精度，這樣才能保證加工產(chǎn)品時(shí)的尺寸精度。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為了保證加工工件主孔和工件偏心孔時(shí)中心線和數(shù)控車床軸線保持一致，雖然個(gè)部件之間都設(shè)計(jì)了相對(duì)的位置精度，但實(shí)際制造、組裝夾具時(shí)難免存在誤差，所以?shī)A具在安裝到數(shù)控車床時(shí)有必要對(duì)夾具進(jìn)行打表找正。

首先，把連接圓盤安裝到數(shù)控車床主軸上，兩者之間的連接螺栓保持松開(kāi)狀態(tài)，使用磁力表座和杠桿百分表來(lái)找正連接圓盤的徑向外圓，找正后鎖緊兩者之間的連接螺栓；然后，把上板、底板、左立板和右立板等組裝后的夾具，安裝到連接圓盤上，保證底板和連接圓盤上兩者之間的連接螺栓保持松開(kāi)狀態(tài)，使用磁力表座和杠桿百分表來(lái)找正上板上的避空?qǐng)A孔圓表面，由于在設(shè)計(jì)避空?qǐng)A孔圓時(shí)，與工件定位銷之間的位置有嚴(yán)格的尺寸精度要求，所以找正避空?qǐng)A孔圓表面就間接地找正了工件定位銷的精度，也就是保證了在加工工件偏心孔時(shí)中心線和數(shù)控車床軸線保持一致，找正后鎖緊底板和連接圓盤上兩者之間的連接螺栓；最后，把夾具定位體，安裝到底板上，保證夾具定位體和底板兩者之間的連接螺栓保持松開(kāi)狀態(tài)，把標(biāo)準(zhǔn)體（或者使用已加工完的工件）見(jiàn)圖6，安裝到夾具定位體表面上，鎖緊標(biāo)準(zhǔn)體，使用磁力表座和杠桿百分表來(lái)找正標(biāo)準(zhǔn)體上的標(biāo)準(zhǔn)孔，這樣就找正了加工工件主孔時(shí)的中心，保證了工件主孔和數(shù)控車床軸線保持一致，找正后鎖緊夾具定位體和底板之間的連接螺栓，這樣整個(gè)夾具的安裝找正就完成了。當(dāng)整套夾具從數(shù)控車床上卸下來(lái)，需要再次安裝時(shí)，不需要像上述方式分別找正，只要找正連接圓盤或者上板上的避空?qǐng)A孔圓，就可以找正整體夾具，保證了加工工件主孔和工件偏心孔時(shí)中心線和數(shù)控車床軸線保持一致。

圖6 標(biāo)準(zhǔn)體示意圖

3.總結(jié)

通過(guò)設(shè)計(jì)的一套夾具能夠?qū)崿F(xiàn)在數(shù)控車床上完成兩道工序的孔加工操作，結(jié)構(gòu)緊湊實(shí)用，還能夠根據(jù)實(shí)用加工情況進(jìn)行分序加工，并實(shí)現(xiàn)快速更換定位件，保證加工精度的需要，同時(shí)介紹了一種夾具找正方法，實(shí)現(xiàn)了一次找正，多次快速更換的目的。