數（shù）控車床（chuáng）同時加工多個零件的工裝設計

通（tōng）過對工藝方（fāng）案的分析，設（shè）計了（le）專用夾具與數控車床相結合，替代了原有的銑削加工工藝，不僅（jǐn）提高了加工效率，而且穩定了加工質量。

1前言

最初的工藝（yì）路線是:粗、精（jīng）車所有外圓（yuán）、台階倒角（jiǎo）、內孔、內錐麵→用鑽頭鑽兩個φ11mm通孔→線切割加工內鍵槽→線切割加工R3mm圓弧和兩個直角麵→數控銑床加工R80mm圓弧。

R80mm圓弧在數控銑床上加工，原簡（jiǎn）易（yì）工裝（zhuāng）用錐度為1∶5的錐形芯軸和菱形銷定位。工件隻能單獨加工。雖然加工精度（dù）能滿足設計要求，但加工效率低，加工成本高，不能充分（fèn）發（fā）揮數控銑床的高效優勢。

加工完一批零（líng）件後（hòu），我們（men）決定重新設計加工方案，尋求在數控車床上加工R80mm圓弧的可行性，以車代銑，提高生產效率，降低生產成本，最大限度地擴大（dà）機床的應用範（fàn）圍。

2工件加工工藝及（jí）專用（yòng）夾具設計

根據零件的結構（gòu）特點，重新進行了工藝分析。R80mm圓（yuán）弧是規則圓弧，隻要能找（zhǎo）到圓心，並與車床旋轉中心重合，就可以用車（chē）床加工。相比銑削，生產效（xiào）率會大大提高，所以我們設計了一（yī）種夾具（jù），可以在經（jīng）濟型數控車床上使用，同時夾緊多個（gè）零件，如圖2所示。

2.1應用（yòng）新工裝後工件的加工工藝

1)在數控車床上粗、精車各圓柱（zhù）台階的倒角、內孔和內錐孔。

2)用鑽（zuàn）模在（zài）平麵上鑽兩個φ11H8的通（tōng）孔(孔的加工精度需要適當提高定位)。

3)內錐體上的鍵（jiàn）槽采用線切割加工。首先，在切割內錐部分之前，試著切割一個高度相同的衝（chōng）頭部（bù）分，記（jì）錄下當前的ZSD\ZID\Z0值；其次，測量試（shì）件的實際角（jiǎo）度和尺寸，計算修正值；最後對錐形零件進行切割，得到的測量尺寸和角度值準確（què），達到（dào）了設（shè）計要求（qiú）。

4)數控（kòng）WEDM R3mm圓弧和兩個直角麵。

5)在數控車床（chuáng）上使用新設計的專（zhuān）用夾具，以1∶5的內（nèi）錐孔為定（dìng）位基（jī）準(因為定位基準是換算的，所以前道工序要保證錐孔與設計基準的同軸度)，加工R80mm圓弧麵。此（cǐ）時實際上R80mm弧麵的加工已經改為車削φ160mm孔。

2.2夾具的結（jié）構和工作原理

該（gāi）夾具主要由夾具本體、錐形芯軸、菱形銷和壓緊元件（jiàn）[1]組成。安裝後，工件R80mm弧麵（miàn）分布在以車床主軸回轉中心為（wéi）圓心，半徑為（wéi）80mm的圓上。

在具體直徑為160mm的夾具圓周上，根據工件的大小安裝盡可能多的定位芯軸和金剛石銷，力求使（shǐ）工件互不幹涉，充分利用空間（jiān）。工件上（shàng）鑽（zuàn）的任何一個φ11H8孔都（dōu）可（kě）以（yǐ）作為防轉（zhuǎn）定位（wèi），這樣可以同時加工多個工件。

3工件在夾具（jù）中的定位分析

工件（jiàn）安裝在夾具本體上，錐（zhuī）形芯軸（zhóu）限製工件的五個（gè）自由度，菱形銷限製一個轉（zhuǎn）動自由度，相當於一邊兩個銷定位。工件六個自由度完全受限，屬於完全定（dìng）位，定位安全（quán）可靠（kào）[1，2]，如圖5所示。

夾具的4個（gè）主要元素

1)如圖6所示（shì），連接夾具和機床的法蘭尺寸應根據機床（chuáng）主軸端的尺寸準備。根據加工圓弧[1，2]的（de）半（bàn）徑尺寸和位置要求，精確計算（suàn）後確定安（ān）裝定位主軸（zhóu）的六個孔的圓周尺寸和安裝六個（gè）菱形銷的孔的位置。

3)如圖8所示，菱形銷與（yǔ）工件（jiàn）的定位孔配合，間隙很小，既保（bǎo）證了安裝的方便，又盡（jìn）可能少地限製了工件的轉動。菱形銷通過φ10H7/n6過盈配合與夾具（jù）體裝配在一起，確保菱形（xíng）銷牢固地固定在夾具體上。需要注意的是，當菱形銷安裝在夾具體上時，菱形銷的窄麵應垂直於菱形銷中心與工件錐（zhuī）孔中心的連（lián）線。

5如何使（shǐ）用夾具

將夾具安裝（zhuāng）在機床（chuáng）主軸上，並用千分表檢查其（qí）安（ān）裝的正確性。

完成相關工序後，將工件（jiàn）裝在夾具體上，用螺母壓緊，即可車削R80mm圓弧麵[3，4]。工藝為:①粗車工件φ160mm孔，留1mm精加工餘量。②精車工件的（de）φ160mm孔至公差要求。

加工完成後，取出工件，將工件旋轉180°重（chóng）新安裝，即可加工工（gōng）件另一側的R80mm圓弧麵。

由於（yú）同時安裝多個工件進行加工，減少了刀具空行程，增加了有效切削時間，加工效率明顯提高。高速鋼刀具用（yòng）於數控銑床，硬質合（hé）金刀具用於數控車床。由於硬（yìng）質合金刀具的切削（xuē）參（cān）數遠高（gāo）於（yú）高速鋼刀具，使用這種夾具不（bú）僅提高了切削效率，而且降低（dī）了切削成本，綜合經濟效益顯著提高。

6結束語

在機械零件的設計中，經常會用到圓弧曲（qǔ）麵，圓弧曲麵的加工工藝多種多樣。應根據圓弧的曲率、材質（zhì）和技術要求，采用（yòng）不同的加工（gōng）工藝。因（yīn）為不同的加（jiā）工工藝必然會產生不（bú）同的加工（gōng）效果，所以技術人員在編製加工工藝時要充分論證（zhèng）各種加工方（fāng）案。傳統工（gōng）藝固然可行，但隨著科技（jì）的進步，大量新設備、新工具（jù）材（cái）料的湧現，工藝設計者應與（yǔ）時俱進，突破傳統工藝，采用最佳方案，實現經濟效益（yì）最大化。通過實踐證明，利用經濟型數控（kòng）車床，配以合理的工藝裝備，實現（xiàn）多個零件同時加（jiā）工而不銑削是完全可能的。