摘要： 近年來，機械行業競爭越來越激烈，許多企業對生產效率和產品質量（liàng）都提出（chū）了較高的要求。市場競爭要求產品既要質量好，又要成本低。使用工裝（zhuāng）夾具可以實現工件的快速裝夾，減少（shǎo）輔助加工時間，降低加工成本。本文設計了一套鏜床一套筒零件（jiàn）內孔加工的專（zhuān）用夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速（sù）、方便、省力，可以保（bǎo）證較高的加工精度和生產效率。

      0 引言（yán）

      在機械切削加工過程中，通過（guò）使（shǐ）用夾具（jù），可以更加精（jīng）確（què）地固定切削（xuē）工件的位置，從而在很大程度上提高切削的質量。隨著（zhe）機械切削工（gōng）藝技術水平的（de）不斷提高，對夾具的使用標準要（yào）求也越來越高，可以說，要想（xiǎng）實現更高精度的切削，沒有設計科（kē）學，使（shǐ）用恰當的夾具是不行的。夾具的輔助作用，通過固定工價（jià）的準確位（wèi）置來實現，因為在實際切（qiē）削作業過程中（zhōng），由於機械設備的震（zhèn）動，會導致工件的位置發生一定程度的位移，在這種情況下，就需要使用（yòng）合適的夾具，對切削工件進行（háng）固（gù）定，從而為提高工件的切削精度奠定基礎。除此（cǐ）之外，通過（guò）使用夾具，還可以提高零件（jiàn）的互換性，使得切削加工作業的勞動生產率得到提高，在改（gǎi）善車間切削技術技術（shù）工人作業環境的同時，還可以進一（yī）步（bù）減輕他們（men）的勞動強（qiáng）度。

      1、 夾具的分類

      現階段在機床實際切削加工作業過（guò）程中，比較常用的（de）夾具有如下5 類，即：①通用夾具（jù）：這種夾具，是常見的標準化夾具，在合理的條件下，使用這種夾具可以對一些工件進（jìn）行加工，能夠滿足符合切削加工條件的工件，基本上都可（kě）以使用。②專用夾具：這種（zhǒng）夾具，顧（gù）名思義，就是為了加工某一工件或（huò）在某一（yī）機械切削工序中必須使用而專門設計的夾具，由於是專門設計的夾具，對於相關零件（jiàn）的位置控製更加準確，並且使用過程（chéng）相對簡單，可以提高工件的（de）切削精度。③通用可調夾具和成組夾具：該類夾具的主要（yào）特點是（shì）可以根據所工作環境和切削工（gōng）件的不（bú）同，而更（gèng）換部分原件，並（bìng）且其裝置也可以進（jìn）行適（shì）當的調整，以適應不同的切削工件。④組合夾具：組合夾具是指（zhǐ）按零件的加工要求，由一套（tào）事（shì）先製造好的標準元件和部件組（zǔ）裝而成的夾具。由專業廠家製造，其特點是靈活多變，萬能性強，製造周期短、元件（jiàn）能反複（fù）使用，特別適用於新產（chǎn）品的試製和單件小批生產。⑤隨行（háng）夾具：隨（suí）行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝（zhuāng）夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自（zì）動線（xiàn）從一個（gè）工位（wèi）移到下一個工位，進（jìn）行不同工序的加工。

      2 、工藝分析

     
         圖1 套筒二維零件圖

     2.1 零件分析該零件為一套筒類零件（jiàn），主要起支承和導向作用，其（qí）孔長與直徑之比為13.6，屬於典型（xíng）的長套筒零（líng）件。其技術要求為：①孔的技術要（yào）求。Φ130 的孔與回轉軸頸相配合，其直徑的精（jīng）度為IT6，內孔圓柱度誤差不大（dà）於0.04mm，表麵粗糙度為（wéi）Ra1.6μm。②外圓表（biǎo）麵要求。外圓與基（jī）座孔相（xiàng）配合，它（tā）是套筒的支（zhī）承表麵，其（qí）尺寸精度為IT7，形（xíng）狀尺寸（cùn）精度控製在（zài）外徑公差範圍內。Φ168 外圓柱麵的表麵粗（cū）糙度為Ra6.3μm，Φ150 外（wài）圓柱（zhù）麵的表麵粗糙度為Ra3.2μm。③孔與外圓的同（tóng）軸度。內孔對兩端支承外圓（yuán）的同軸度允差為Φ0.05mm。④軸線與端麵（miàn）的（de）垂直（zhí）度要求。內（nèi）孔軸線與（yǔ）端麵（miàn）的垂直度誤差不（bú）大於0.04mm。

     2.2 零件製造工藝經（jīng）以（yǐ）上（shàng）分析，確定（dìng）零件加（jiā）工工藝如表1 所（suǒ）示。

     3 、夾具設計原則

    機床夾具的主要功能在機（jī）床上加工工件時，通過夾具將（jiāng）工件固定在相應的位置上，同（tóng）時，為了能夠是工件在整個切削工序中，得到恰當的切削（xuē），就需要夾（jiá）具控製的工件跟隨機床切刀相對運動，並（bìng）且二者之間要保持合理的位置。對於長套筒零件，為保證內（nèi）外圓同軸度，加工外圓時，其裝夾（jiá）方式常采用下（xià）麵兩種：用頂尖頂住兩端孔口的倒角；一頭夾緊外圓另一端（duān）用中心架支承（chéng）或一頭（tóu）夾緊（jǐn）外圓另（lìng）一頭用後頂尖頂（dǐng）住。加工（gōng）內孔時，一般采用夾（jiá）一頭，另一頭用（yòng）中心架支承（chéng）外圓。

   
    本文的論述中，重點分析的是內（nèi）孔加工（gōng）的專用夾具，該夾（jiá）具的設計要點，第一，要保證夾具的強度（dù）和（hé）剛度可以滿足大（dà）部分零件切削加工的需要。第二，對於（yú）夾具（jù）的結構要求緊奏，占用空間較小，因為是實際車床切削零（líng）件時，如果夾具占用的（de）空間較大，則會（huì）影響工序的正常進行。第（dì）三，夾（jiá）具的製（zhì）造（zào）成本要（yào）相對低廉，並且安裝和操作也應簡單（dān），在實際（jì）使用過程中，可以（yǐ）有效降低切削工人（rén）的勞動強度（dù）。簡要來說，夾具設計的基本要求有以下幾個方麵：①可以實現對工件的快速準確裝夾，並且夾具自身在機床上快（kuài）速（sù）定位和裝夾。②操作方便（biàn）省力，降低操作（zuò）者的勞動（dòng）強度，提高工作效率（lǜ）。③夾緊力在一（yī）定（dìng）範圍內可調，裝夾可靠。④體積小、結構緊（jǐn）湊、便於工件裝卸（xiè），易於加工、維護和清理。

    4 、夾具設計

    本設計的夾具結構二維（wéi）圖如圖2 所示，主要由V 型座1、套2、定位套3、校正塊4、連接螺釘7 和緊定螺釘8等構成。

    
       圖2 夾具裝配圖

    4.1 工件的定位在此道工序之前，兩端麵與（yǔ）主要外表麵已加工完畢，因此在（zài）夾具設（shè）計時，外圓柱麵的軸心線和一端麵為（wéi）定位基（jī）準，定位基準麵（miàn）是Φ150 圓周麵及一端麵，定位元件是2 個V 型塊和定位套，即一夾一（yī）頂式（shì），限製了5 個自由度。本設計中，V 型座1 的結構如圖3 所（suǒ）示，其（qí）底座用（yòng）螺栓固定在機床的工作台上；端麵定位利用定位套3 和校正塊4 實現，其（qí）結構如圖4 所示（shì）。

    4.2 工件的夾緊夾具使用時（shí），先將零件放置在2 個V 型塊定位槽（cáo）中（zhōng），並使其右端（duān）麵頂在（zài）定位套3 中孔Φ160的（de）右端麵上，裝上張緊板並擰緊（jǐn）張緊螺母將工件夾緊。張緊螺杆設計在套筒兩端處，保證受力平衡。張緊板上端麵的高度（dù）可以根據需要，通過調節擰緊螺母來控製工件上夾緊力的大小（xiǎo）。另外，由於工件長度教（jiāo）長，在距V 型塊466mm 處，增加（jiā）了起支承作用的（de）托架，以防止零件（jiàn）在加工過程中由（yóu）於剛度不足引（yǐn）起的（de）變形。

      
      圖（tú）3 V 型塊零件圖

     
     圖4 定位套零件（jiàn）圖

     5 、夾具的（de）使用效果（guǒ）

     5.1 加工質量采用（yòng）工裝加工（gōng）後，不但定位精確，而（ér）且由於各夾緊麵都為麵接觸，夾緊可靠，而（ér）且有效地保護了工件已加（jiā）工麵，工件加（jiā）工質量大大提高。通過現場（chǎng）多批（pī）次零件實際加工檢驗，該工裝（zhuāng）完全能夠滿足工件的加工精度要求，合格率達到100%。

     5.2 效率及成本通過（guò）使用專用夾具，在實際切削作（zuò）業過程中，可（kě）以使得工件固定的（de）更加穩定，提高切（qiē）削工作的穩定性和安全性，能夠（gòu）有效（xiào）縮減輔助工時。另（lìng）外，專用夾具的使（shǐ）用，還（hái）可以在很大程度（dù）上提（tí）高（gāo）工件（jiàn）的剛（gāng）性，使得切削工件的質量（liàng）更加穩定（dìng），有效降低殘品率、廢品率，使得機床切（qiē）削工序的整體成本得以（yǐ）降低。

     5.3 勞動強度通過采用該工裝（zhuāng）進行產品加工，可以在一定程度上降低對技（jì）術工人工（gōng）作（zuò）技能的依賴，提（tí）高了操作的安全性和舒適性，有效降低了機（jī）床切削操作工人的勞動強度。

     6 、結論

     此套筒零件屬於雖然結構簡單，但是（shì）尺寸教大，通用夾具難以滿足要求，因此根據實際情況設計了專用夾具，這（zhè）樣中夾具在固定工（gōng）件時，能夠以較快的速度進行裝夾，提高工件的固（gù）定速度（dù），大幅度降低輔助加工時間，從而有效降低機床（chuáng）零件切削的成本，而且此夾具使用方便，製造加工容（róng）易，成本也不高，也（yě）能很好地保證產品質量（liàng）。