鉆床通用夾具的技術(shù)改進與創(chuàng)新

朱文奇 袁子平 許浩航 易杰 賀智健

摘 要：本文在傳統(tǒng)鉆床用夾具的基礎(chǔ)上進行改進與創(chuàng)新，設(shè)計了一種用于大批量生產(chǎn)且專門針對鉆床設(shè)計的夾具，該夾具適合不同形狀零件的加工，既能自動定位，又能控制夾緊力，而且操作方便。經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明，使用該夾具后大大降低技術(shù)工人的勞動強度，提高了零件的加工質(zhì)量和精度。

關(guān)鍵詞：鉆床;夾具;自動定位;精度

夾具，是機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置，其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。其中，通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具，優(yōu)點是適應(yīng)性廣，但是生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中，在大批量生產(chǎn)中不適用;而專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具，其能夠適用于大批量生產(chǎn)。

一、 夾具結(jié)構(gòu)

本設(shè)計所要解決的問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的通用夾具不能適用于大批量生產(chǎn)的問題，進而提供一種用于大批量生產(chǎn)且專門針對鉆床設(shè)計的適用于鉆床的夾具，該鉆床夾具夾具體、定位裝置和夾緊裝置。

定位裝置包括定位底座、雙頭螺栓和定位組件，雙頭螺栓與定位組件對稱設(shè)置在定位底座的兩側(cè)，定位底座沿機床的給刀方向成型有中間通孔;其中，定位組件包括通過導(dǎo)軌滑動安裝在夾具體上的定位塊以及驅(qū)動定位塊朝向定位底座滑動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動電機、與驅(qū)動電機相連的滾珠絲杠以及旋轉(zhuǎn)套設(shè)在滾珠絲杠上且與定位塊相連的滾珠絲杠螺母;夾緊裝置包括成型在定位塊上適合與被夾部件卡合的卡口、雙頭螺栓和鎖緊螺母，雙頭螺栓在鎖緊螺母的配合下和定位塊的卡口將被夾部件夾緊。定位塊百V型和U型兩種活動塊，滾珠絲杠螺母通過螺母轉(zhuǎn)接座分別與定位塊固定連接。驅(qū)動電機為雙軸伸電機。其中，雙軸伸電機的電機前軸通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠連接，雙軸伸電機的電機后軸與止推軸承連接，止推軸承對雙伸軸電機的電機軸進行軸向鎖定。驅(qū)動電機為伺服電機或步進電機。定位底座設(shè)于夾具體的中間位置處，且中間通孔的直徑大于刀具的直徑。沿定位塊的滑動方向凹陷成型在夾具體上的安裝槽，滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母設(shè)于安裝槽中。雙頭螺栓和鎖緊螺母之間還設(shè)有墊圈。

二、 夾具原理

本夾具通過設(shè)有中間通孔的定位底座、雙頭螺栓和定位組件對被夾部件進行定位;使用時，首先將被定位件放置在定位底座上，然后通過雙頭螺栓對被定位件的一側(cè)進行定位，定位組件對被定位件的另一側(cè)進行定位，即驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動定位塊對被定位件的另一側(cè)進行定位;進一步，通過定位塊的卡口、雙頭螺栓和鎖緊螺母對定位后的被夾部件進行鎖緊，防止被夾部件在加工過程中發(fā)生偏移或轉(zhuǎn)動;該適用于鉆床的夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，為鉆床專用夾具能夠適用于大批量生產(chǎn)。

三、 具體實施過程

如圖1所示，通過設(shè)有中間通孔3的定位底座2、雙頭螺栓8和定位組件對被夾部件6進行定位;使用時，首先將被定位件放置在定位底座2上，然后通過雙頭螺栓8對被定位件的一側(cè)進行定位，定位組件對被定位件的另一側(cè)進行定位，即驅(qū)動結(jié)構(gòu)4驅(qū)動定位塊5對被定位件的另一側(cè)進行定位;進一步，通過定位塊5的卡口、雙頭螺栓8和鎖緊螺母7對定位后的被夾部件6進行鎖緊，防止被夾部件6在加工過程中發(fā)生偏移或轉(zhuǎn)動;該適用于鉆床的夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，為鉆床專用夾具能夠適用于大批量生產(chǎn)。

圖1 夾具示意圖

1—夾具體;2—定位底座;3—中間通孔;4—驅(qū)動結(jié)構(gòu);5—定位塊;6—被夾部件;7—鎖緊螺母;8—雙頭螺栓

本實施例優(yōu)選定位塊5設(shè)為V型活動塊，V型活動塊為V型開口為卡口。進一步，定位塊5還可以設(shè)為U型活動塊，U型活動塊的U型開口為卡口，作為可變換的實施方式，其中，卡口的開口尺寸大于被夾部件6的被夾一側(cè)的側(cè)面尺寸，被夾部件6能夠被牢牢夾緊，且被夾緊后不會因受力不均或其他原因再次發(fā)生滑動、偏移或轉(zhuǎn)動。具體地，滾珠絲杠螺母通過螺母轉(zhuǎn)接座分別與定位塊5固定連接;其中，驅(qū)動電機設(shè)為雙軸伸電機。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例還包括止推軸承;其中，雙軸伸電機的電機前軸通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠連接，雙軸伸電機的電機后軸與止推軸承連接，止推軸承對雙伸軸電機的電機軸進行軸向鎖定。止推軸承對雙軸伸電機的電機軸進行軸向鎖定，避免電機軸在轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)軸向竄動，滾珠絲杠在滾珠絲杠螺母的配合下僅將電機軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成定位塊5的滑動，保證定位塊5的運動精度。

定位底座2設(shè)于夾具體1的中間位置處，且中間通孔3的直徑大于刀具的直徑;從而保證刀具在對被夾部件6進行鉆孔加工時不會作用到定位底座2上，既能保護刀具，又能避免定位底座2被劃傷。沿定位塊5的滑動方向凹陷成型在夾具體1上的安裝槽，滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母設(shè)于安裝槽中;從而盡量使得該適用于鉆床的夾具整體結(jié)構(gòu)緊湊設(shè)置，盡量減少整體占用空間。雙頭螺栓8和鎖緊螺母7之間還設(shè)有墊圈。

四、 結(jié)語

機械化加工要想有好的經(jīng)濟效益，必須提高生產(chǎn)率和加工精度。夾具設(shè)計是否合理是影響生產(chǎn)率加工精度的重要因素。本文設(shè)計的夾具適合不同形狀零件的加工，既能自動定位，又能控制夾緊力，而且操作方便，使用該夾具后大大降低技術(shù)工人的勞動強度，提高了零件的加工質(zhì)量和精度，能用于大批量生產(chǎn)，具有較大的實用價值。

參考文獻：

[1]吳拓.機床夾具設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2018.

[2]柳青松.機床夾具設(shè)計與應(yīng)用實例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018.

作者簡介：

朱文奇，袁子平，許浩航，易杰，賀智健，湖南省長沙市，湖南涉外經(jīng)濟學(xué)院。