自動定心夾緊工裝的設(shè)計

梁峰

【摘 要】 本文從結(jié)構(gòu)及工作原理等方面介紹了一種用于加工薄壁套筒類零件的新型結(jié)構(gòu)工裝夾具，優(yōu)點是自動定心，自動夾緊，保證精度，提高效率。

【關(guān)鍵詞】 夾具結(jié)構(gòu) 工作原理 氣動控制

針對薄壁、材質(zhì)偏軟的套筒類零件的車后序的加工，裝夾方式不適用于常規(guī)的卡盤夾緊，由于夾緊力不容易控制，易產(chǎn)生變形，且定心精度不高。這樣就要求定心和夾緊分開來實現(xiàn)，傳統(tǒng)的方式是用止口來定心，再通過螺桿、壓蓋手動夾緊。這種方式定心精度不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低。本自動定心夾緊工裝的設(shè)計實現(xiàn)了自動定心、夾緊，工件不變形，定心精度高，生產(chǎn)效率高。

1 結(jié)構(gòu)與工作原理

以加工SRB軸承保持架為例，此保持架為交錯分布的雙列球面兜孔結(jié)構(gòu)。銑兜孔前為薄壁套筒件，材質(zhì)為黃銅，適用于此工裝的設(shè)計理念。要求工件重復(fù)定心并夾緊，刀具豎直方向進給銑兜孔。

1.1 結(jié)構(gòu)（如圖1所示）

1.2 工作原理

傳統(tǒng)的裝夾方式是將工件放在底座上，通過底座上的止口與工件內(nèi)圈配合定心，這種定心方式為固定定心，即每一個工件都靠同一個止口定心，這樣定心精度就受每一個工件的內(nèi)圈尺寸影響，重復(fù)定心精度低。為提高定心精度，減少尺寸影響，就要要求上一道工序加工尺寸精度高，增加了生產(chǎn)成本。通過螺桿手動擰緊螺母，使壓蓋夾緊工件，生產(chǎn)效率低。

工作原理：加工時將5工件放在4底板上，進氣孔1進氣，推動3小活塞沿1底座的軸向上滑動，同時11壓縮彈簧被壓縮，3小活塞的圓錐面與15定位軸接觸并滑動，3小活塞的豎直運動轉(zhuǎn)換成15定位軸的水平運動，使15定位軸由內(nèi)向外滑動，12壓縮彈簧被同時壓縮，15定位軸共有3個，同時向外頂出，直到與工件的內(nèi)圈接觸并靠實。其頂出力調(diào)整到使工件微動，能夠?qū)崿F(xiàn)自動定心，并且15定位軸與內(nèi)圈接觸部位無壓痕為最佳，此時定心動作完成。把7壓蓋和8壓板裝到9螺桿上，并與工件上端面接觸，進氣孔2進氣，推動2大活塞沿1底座內(nèi)腔向下滑動，其上的10螺母帶動7壓蓋和8壓板向下壓住工件的上端面并靠實夾緊，16壓縮彈簧被同時壓縮，此時夾緊完成，開始加工。加工完成后，進氣孔2排氣，16壓縮彈簧復(fù)位，頂出2大活塞、7壓蓋和8壓板。然后進氣孔1排氣，11壓縮彈簧復(fù)位，3小活塞向下滑動，圓錐面接觸處無接觸壓力，12壓縮彈簧復(fù)位使15定位軸由外向內(nèi)滑動，從而與工件內(nèi)圈分離。移除7壓蓋和8壓板，工件取出，安裝下一個工件加工。

1.3 零件設(shè)計

4底板、6定位盤、7壓蓋；8壓板；9螺桿、17端蓋選用45號鋼調(diào)質(zhì)熱處理；1底座、2大活塞、3小活塞、15定位軸選用40Cr淬火熱處理。

1底座、2大活塞、3小活塞、4底板加工時內(nèi)孔與外圓同軸度保證，需磨加工。15定位軸需同時加工，并保證等長。6定位盤上的配合孔需線切割慢走絲，以保證精度和粗糙度。

1.4 安裝調(diào)試

首先將1底座；2大活塞；16壓縮彈簧；17端蓋組裝到一起，再與3小活塞；4底板組裝到一起，將12壓縮彈簧、13墊、14螺塞、15定位軸裝到6定位盤的3個孔中，通過調(diào)整14螺塞的旋合長度來控制12壓縮彈簧的壓縮量，確定15定位軸復(fù)位的力的大小，再與4底板連接。9螺桿與2大活塞螺紋連接，工件放好后，蓋上7壓蓋和8壓板，安裝完成。

2 氣動控制

氣動原理圖，如圖2所示。

壓縮空氣可以由氣泵單獨供給或由管道集中供給，如果由管道集中供給壓力在7-8個大氣壓，只適用于一般機床設(shè)備用氣，對于工裝夾具則壓力不足，所以需經(jīng)空氣增壓泵增壓?？諝庠鰤罕迷硎抢么竺娣e活塞的低氣壓產(chǎn)生小面積活塞的高氣壓。用于原氣壓系統(tǒng)要提高壓力的工作環(huán)境中，能夠?qū)⒐ぷ飨到y(tǒng)的空氣壓力提高到2-5倍，僅需要將工作系統(tǒng)內(nèi)壓縮空氣作為氣源即可。在泵的壓力范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進氣壓力，輸出氣壓相應(yīng)得到無極調(diào)整。經(jīng)增壓后的壓力達(dá)到15個大氣壓以上，滿足工裝夾具的壓力要求。再經(jīng)三通分出定心和夾緊兩個氣路。對于定心回路，電磁調(diào)壓閥調(diào)整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法定心，影響加工精度；氣壓過高就會使15定位軸頂出力大，對工件內(nèi)圈產(chǎn)生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。對于夾緊回路，電磁調(diào)壓閥調(diào)整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法夾緊，加工過程中工件微動影響加工精度甚至撞刀造成刀具或機床損壞；氣壓過高就會使壓蓋夾緊力過大，對工件上端面產(chǎn)生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。

3 電氣控制

電氣控制主要是在時間順序上，定心和夾緊動作分開，一定要先定心，后夾緊，再加工。防止夾緊后定心工件移動，產(chǎn)生劃痕。

4 結(jié)語

自動定心夾緊工裝的設(shè)計，解決了薄壁、材質(zhì)偏軟的套筒類零件的車后序加工的裝卡效率低、加工精度低的難題，保證了加工精度，提高了生產(chǎn)效率，適合大面積推廣。

參考文獻：

[1]成大先主編.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]路甬祥主編.液壓與氣動技術(shù)手冊[M].機械工業(yè)出版社.endprint

【摘 要】 本文從結(jié)構(gòu)及工作原理等方面介紹了一種用于加工薄壁套筒類零件的新型結(jié)構(gòu)工裝夾具，優(yōu)點是自動定心，自動夾緊，保證精度，提高效率。

【關(guān)鍵詞】 夾具結(jié)構(gòu) 工作原理 氣動控制

針對薄壁、材質(zhì)偏軟的套筒類零件的車后序的加工，裝夾方式不適用于常規(guī)的卡盤夾緊，由于夾緊力不容易控制，易產(chǎn)生變形，且定心精度不高。這樣就要求定心和夾緊分開來實現(xiàn)，傳統(tǒng)的方式是用止口來定心，再通過螺桿、壓蓋手動夾緊。這種方式定心精度不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低。本自動定心夾緊工裝的設(shè)計實現(xiàn)了自動定心、夾緊，工件不變形，定心精度高，生產(chǎn)效率高。

1 結(jié)構(gòu)與工作原理

以加工SRB軸承保持架為例，此保持架為交錯分布的雙列球面兜孔結(jié)構(gòu)。銑兜孔前為薄壁套筒件，材質(zhì)為黃銅，適用于此工裝的設(shè)計理念。要求工件重復(fù)定心并夾緊，刀具豎直方向進給銑兜孔。

1.1 結(jié)構(gòu)（如圖1所示）

1.2 工作原理

傳統(tǒng)的裝夾方式是將工件放在底座上，通過底座上的止口與工件內(nèi)圈配合定心，這種定心方式為固定定心，即每一個工件都靠同一個止口定心，這樣定心精度就受每一個工件的內(nèi)圈尺寸影響，重復(fù)定心精度低。為提高定心精度，減少尺寸影響，就要要求上一道工序加工尺寸精度高，增加了生產(chǎn)成本。通過螺桿手動擰緊螺母，使壓蓋夾緊工件，生產(chǎn)效率低。

工作原理：加工時將5工件放在4底板上，進氣孔1進氣，推動3小活塞沿1底座的軸向上滑動，同時11壓縮彈簧被壓縮，3小活塞的圓錐面與15定位軸接觸并滑動，3小活塞的豎直運動轉(zhuǎn)換成15定位軸的水平運動，使15定位軸由內(nèi)向外滑動，12壓縮彈簧被同時壓縮，15定位軸共有3個，同時向外頂出，直到與工件的內(nèi)圈接觸并靠實。其頂出力調(diào)整到使工件微動，能夠?qū)崿F(xiàn)自動定心，并且15定位軸與內(nèi)圈接觸部位無壓痕為最佳，此時定心動作完成。把7壓蓋和8壓板裝到9螺桿上，并與工件上端面接觸，進氣孔2進氣，推動2大活塞沿1底座內(nèi)腔向下滑動，其上的10螺母帶動7壓蓋和8壓板向下壓住工件的上端面并靠實夾緊，16壓縮彈簧被同時壓縮，此時夾緊完成，開始加工。加工完成后，進氣孔2排氣，16壓縮彈簧復(fù)位，頂出2大活塞、7壓蓋和8壓板。然后進氣孔1排氣，11壓縮彈簧復(fù)位，3小活塞向下滑動，圓錐面接觸處無接觸壓力，12壓縮彈簧復(fù)位使15定位軸由外向內(nèi)滑動，從而與工件內(nèi)圈分離。移除7壓蓋和8壓板，工件取出，安裝下一個工件加工。

1.3 零件設(shè)計

4底板、6定位盤、7壓蓋；8壓板；9螺桿、17端蓋選用45號鋼調(diào)質(zhì)熱處理；1底座、2大活塞、3小活塞、15定位軸選用40Cr淬火熱處理。

1底座、2大活塞、3小活塞、4底板加工時內(nèi)孔與外圓同軸度保證，需磨加工。15定位軸需同時加工，并保證等長。6定位盤上的配合孔需線切割慢走絲，以保證精度和粗糙度。

1.4 安裝調(diào)試

首先將1底座；2大活塞；16壓縮彈簧；17端蓋組裝到一起，再與3小活塞；4底板組裝到一起，將12壓縮彈簧、13墊、14螺塞、15定位軸裝到6定位盤的3個孔中，通過調(diào)整14螺塞的旋合長度來控制12壓縮彈簧的壓縮量，確定15定位軸復(fù)位的力的大小，再與4底板連接。9螺桿與2大活塞螺紋連接，工件放好后，蓋上7壓蓋和8壓板，安裝完成。

2 氣動控制

氣動原理圖，如圖2所示。

壓縮空氣可以由氣泵單獨供給或由管道集中供給，如果由管道集中供給壓力在7-8個大氣壓，只適用于一般機床設(shè)備用氣，對于工裝夾具則壓力不足，所以需經(jīng)空氣增壓泵增壓?？諝庠鰤罕迷硎抢么竺娣e活塞的低氣壓產(chǎn)生小面積活塞的高氣壓。用于原氣壓系統(tǒng)要提高壓力的工作環(huán)境中，能夠?qū)⒐ぷ飨到y(tǒng)的空氣壓力提高到2-5倍，僅需要將工作系統(tǒng)內(nèi)壓縮空氣作為氣源即可。在泵的壓力范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進氣壓力，輸出氣壓相應(yīng)得到無極調(diào)整。經(jīng)增壓后的壓力達(dá)到15個大氣壓以上，滿足工裝夾具的壓力要求。再經(jīng)三通分出定心和夾緊兩個氣路。對于定心回路，電磁調(diào)壓閥調(diào)整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法定心，影響加工精度；氣壓過高就會使15定位軸頂出力大，對工件內(nèi)圈產(chǎn)生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。對于夾緊回路，電磁調(diào)壓閥調(diào)整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法夾緊，加工過程中工件微動影響加工精度甚至撞刀造成刀具或機床損壞；氣壓過高就會使壓蓋夾緊力過大，對工件上端面產(chǎn)生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。

3 電氣控制

電氣控制主要是在時間順序上，定心和夾緊動作分開，一定要先定心，后夾緊，再加工。防止夾緊后定心工件移動，產(chǎn)生劃痕。

4 結(jié)語

自動定心夾緊工裝的設(shè)計，解決了薄壁、材質(zhì)偏軟的套筒類零件的車后序加工的裝卡效率低、加工精度低的難題，保證了加工精度，提高了生產(chǎn)效率，適合大面積推廣。

參考文獻：

[1]成大先主編.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]路甬祥主編.液壓與氣動技術(shù)手冊[M].機械工業(yè)出版社.endprint

【摘 要】 本文從結(jié)構(gòu)及工作原理等方面介紹了一種用于加工薄壁套筒類零件的新型結(jié)構(gòu)工裝夾具，優(yōu)點是自動定心，自動夾緊，保證精度，提高效率。

【關(guān)鍵詞】 夾具結(jié)構(gòu) 工作原理 氣動控制

針對薄壁、材質(zhì)偏軟的套筒類零件的車后序的加工，裝夾方式不適用于常規(guī)的卡盤夾緊，由于夾緊力不容易控制，易產(chǎn)生變形，且定心精度不高。這樣就要求定心和夾緊分開來實現(xiàn)，傳統(tǒng)的方式是用止口來定心，再通過螺桿、壓蓋手動夾緊。這種方式定心精度不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低。本自動定心夾緊工裝的設(shè)計實現(xiàn)了自動定心、夾緊，工件不變形，定心精度高，生產(chǎn)效率高。

1 結(jié)構(gòu)與工作原理

以加工SRB軸承保持架為例，此保持架為交錯分布的雙列球面兜孔結(jié)構(gòu)。銑兜孔前為薄壁套筒件，材質(zhì)為黃銅，適用于此工裝的設(shè)計理念。要求工件重復(fù)定心并夾緊，刀具豎直方向進給銑兜孔。

1.1 結(jié)構(gòu)（如圖1所示）

1.2 工作原理

傳統(tǒng)的裝夾方式是將工件放在底座上，通過底座上的止口與工件內(nèi)圈配合定心，這種定心方式為固定定心，即每一個工件都靠同一個止口定心，這樣定心精度就受每一個工件的內(nèi)圈尺寸影響，重復(fù)定心精度低。為提高定心精度，減少尺寸影響，就要要求上一道工序加工尺寸精度高，增加了生產(chǎn)成本。通過螺桿手動擰緊螺母，使壓蓋夾緊工件，生產(chǎn)效率低。

工作原理：加工時將5工件放在4底板上，進氣孔1進氣，推動3小活塞沿1底座的軸向上滑動，同時11壓縮彈簧被壓縮，3小活塞的圓錐面與15定位軸接觸并滑動，3小活塞的豎直運動轉(zhuǎn)換成15定位軸的水平運動，使15定位軸由內(nèi)向外滑動，12壓縮彈簧被同時壓縮，15定位軸共有3個，同時向外頂出，直到與工件的內(nèi)圈接觸并靠實。其頂出力調(diào)整到使工件微動，能夠?qū)崿F(xiàn)自動定心，并且15定位軸與內(nèi)圈接觸部位無壓痕為最佳，此時定心動作完成。把7壓蓋和8壓板裝到9螺桿上，并與工件上端面接觸，進氣孔2進氣，推動2大活塞沿1底座內(nèi)腔向下滑動，其上的10螺母帶動7壓蓋和8壓板向下壓住工件的上端面并靠實夾緊，16壓縮彈簧被同時壓縮，此時夾緊完成，開始加工。加工完成后，進氣孔2排氣，16壓縮彈簧復(fù)位，頂出2大活塞、7壓蓋和8壓板。然后進氣孔1排氣，11壓縮彈簧復(fù)位，3小活塞向下滑動，圓錐面接觸處無接觸壓力，12壓縮彈簧復(fù)位使15定位軸由外向內(nèi)滑動，從而與工件內(nèi)圈分離。移除7壓蓋和8壓板，工件取出，安裝下一個工件加工。

1.3 零件設(shè)計

4底板、6定位盤、7壓蓋；8壓板；9螺桿、17端蓋選用45號鋼調(diào)質(zhì)熱處理；1底座、2大活塞、3小活塞、15定位軸選用40Cr淬火熱處理。

1底座、2大活塞、3小活塞、4底板加工時內(nèi)孔與外圓同軸度保證，需磨加工。15定位軸需同時加工，并保證等長。6定位盤上的配合孔需線切割慢走絲，以保證精度和粗糙度。

1.4 安裝調(diào)試

首先將1底座；2大活塞；16壓縮彈簧；17端蓋組裝到一起，再與3小活塞；4底板組裝到一起，將12壓縮彈簧、13墊、14螺塞、15定位軸裝到6定位盤的3個孔中，通過調(diào)整14螺塞的旋合長度來控制12壓縮彈簧的壓縮量，確定15定位軸復(fù)位的力的大小，再與4底板連接。9螺桿與2大活塞螺紋連接，工件放好后，蓋上7壓蓋和8壓板，安裝完成。

2 氣動控制

氣動原理圖，如圖2所示。

壓縮空氣可以由氣泵單獨供給或由管道集中供給，如果由管道集中供給壓力在7-8個大氣壓，只適用于一般機床設(shè)備用氣，對于工裝夾具則壓力不足，所以需經(jīng)空氣增壓泵增壓?？諝庠鰤罕迷硎抢么竺娣e活塞的低氣壓產(chǎn)生小面積活塞的高氣壓。用于原氣壓系統(tǒng)要提高壓力的工作環(huán)境中，能夠?qū)⒐ぷ飨到y(tǒng)的空氣壓力提高到2-5倍，僅需要將工作系統(tǒng)內(nèi)壓縮空氣作為氣源即可。在泵的壓力范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進氣壓力，輸出氣壓相應(yīng)得到無極調(diào)整。經(jīng)增壓后的壓力達(dá)到15個大氣壓以上，滿足工裝夾具的壓力要求。再經(jīng)三通分出定心和夾緊兩個氣路。對于定心回路，電磁調(diào)壓閥調(diào)整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法定心，影響加工精度；氣壓過高就會使15定位軸頂出力大，對工件內(nèi)圈產(chǎn)生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。對于夾緊回路，電磁調(diào)壓閥調(diào)整輸出氣壓，單向閥起保壓作用。氣壓過低就無法夾緊，加工過程中工件微動影響加工精度甚至撞刀造成刀具或機床損壞；氣壓過高就會使壓蓋夾緊力過大，對工件上端面產(chǎn)生壓痕，這是不允許的。二位三通電磁換向閥控制對氣缸進氣、排氣。

3 電氣控制

電氣控制主要是在時間順序上，定心和夾緊動作分開，一定要先定心，后夾緊，再加工。防止夾緊后定心工件移動，產(chǎn)生劃痕。

4 結(jié)語

自動定心夾緊工裝的設(shè)計，解決了薄壁、材質(zhì)偏軟的套筒類零件的車后序加工的裝卡效率低、加工精度低的難題，保證了加工精度，提高了生產(chǎn)效率，適合大面積推廣。

參考文獻：

[1]成大先主編.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]路甬祥主編.液壓與氣動技術(shù)手冊[M].機械工業(yè)出版社.endprint