轴类零件加工夹具及定位分析.docx

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1、轴类零件加工夹具及定位分析 社会环境中，机械零件的加工领域始终有两个永恒不变的话题质量和效率。要想提高质量和效率，夹具起到了很大作用，自动夹具由于采纳自动夹紧，消退了人为因素，使零件加工过程变得简洁、稳定。自定心自动夹具的设计和应用，对机械零件加工的效率得到了很大的提高，机械零件的质量也有了保障。 关键词：轴；加工；夹具；定位 1.夹具的分类 在机床上加工工件时，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上有正确位置，其次要将工件夹紧。完成这两项任务的工艺装备称为机床夹具。夹具按通用化程度分，有通用夹具、专用夹具、成组专用夹具、组合夹具等。按动力来源分，有手动夹具、气动夹具、液压夹具和电动夹具等。

2、通用夹具稍加调整或无需调整就可装夹不同的工件.如铣床上常用的平口钳、分度头和回转台等。专用夹具用于产品固定的大批量生产中，它结构紧凑，操作快速、便利。成组专用夹具用于较小批量生产。它是在工件按形态、尺寸和工艺的共性分成几组后，为每组设计的组内通用的专用夹具。 组合夹具是由预先制造好、由不同功能和形态、不同规格的标准元件和组合件组装成的专用夹具。 2.定位和定位元件 工件的定位就是同一批工件分别放到夹具中都能达到同一的位置。工件的定位是依靠定位装置，在力的作用下，在工件夹紧中或夹紧前实现的。 刚体的6个自由度。要完成定位的任务，首先就要消退刚体工件的自由度。刚体在未实行定位措施前，在X、Y、Z轴

3、组成空间坐标系中，有6个独立运动，即沿X、Y、Z轴方向的移动和绕X、Y、Z轴的转动，这6个独立运动称为刚体的6个自由度。 工件的6点定位。要消退工件的自由度，典型的方法是在夹具中安放6个定位点。底面安放3个定位点，消退工件绕X轴、Y轴转动和沿Z轴移动共3个自由度；侧面安放的两个定位点，消退了工件沿X轴移动和绕Z轴转动共两个自由度；端面的1个定位点，消退了工件沿Y轴移动的自由度。这样，6个自由度都被消退。 完全定位和不完全定位。将6个自由度全部消退的称为完全定位，6个自由度不是全部消退的称为不完全定位。 欠定位和过定位。欠定位是工件的某些应消退的自由度没有消退，定位不足，这是不允许的。过定位是工

4、件的某些自由度被重复消退，两个或两个以上的定位点同时限制工件的某个自由度，这时，假如定位基准和定位件精度很高，对工件的正确定位影响不大；反之，就要影响定位误差，所以应当尽量避开。 3.夹紧力和夹紧装置 3.1夹紧力应考虑以下几点 夹紧力的作用点及其方向应有助于定位，而不应破坏定位。必要时可用几个夹紧力分别作用于不同的支点上。 其产生的夹紧变形要小，特殊对刚性较差的工件更应多加留意。 夹紧力的作用应尽量靠近被加工表面，以削减加工中工件的振动。 夹紧力大小要适中，既不使工件在加工中移动，又不使工件被夹紧损伤或产生夹紧变形。 3.2夹紧装置主要有以下几种 螺杆夹紧装置。该装置结构简洁，通过螺杆的旋紧

5、对工件进行夹紧，也有在螺杆下端安装垫块，上部装手柄的方式。该装夹适用单件、小批量生产中。 弓形压板夹紧。该方式比螺杆夹紧多增加一个圆弧弓形板，通过螺栓的旋紧，弓形板压紧工件，使之固定。该方式夹紧较快，但只能装夹尺寸改变范围较小的工件，适用单件、小批量生产。 高度可调压板夹紧。由一个固定的斜楔块和一块水平压板及收紧螺栓组成。通过螺栓的旋紧，水平压板压紧工件，使之固定。该方式夹紧高度可依据工件大小进行调整，适用于小批量单件生产。 钩形压板夹紧。具有钩形压板和螺杆的夹紧机构，结构较紧凑，夹紧力较小。 通用压板夹紧，支点螺母下面用球面垫圈，螺杆顶端也是球面，夹紧时可少量偏转。另有支点偏一边或工件夹紧中

6、间等装置。 偏心块夹紧。该装置动作较快，夹紧力和夹紧距离较小，自锁性较差。适用于振动较小，夹紧力不大的工件的加工。 斜楔夹紧。在气动和液压夹具中用得较多，且常同其他机构联用，夹紧效率和速度高。 多件联动夹紧。该夹紧一般利用浮动压块，和V形垫块协作夹紧，可一次性夹装多根工件。 4.夹具的选用 本文选取典型轴类来说明夹具的选用，零件如下图： 4.1工作台干脆装夹 依据图4.1所示轴的外形，在刨床或铣床上对其进行加工时，装夹方式可以有以下几种方法： 一是将工件干脆放在工作台上，再利用压板螺丝和压板压紧，固定住工件，留出待加工部分。此种方法操作简洁，易驾驭，假如所加工的轴超过一米六以上，为保证轴的装夹

7、，就要求工作台至少有一米五以上，这就导致工作台体积较大，也增加了机床的自身重量，同时若采纳的工作台移动式方式，就要求有更大功率的进给电机带动其运行。此种方法在立式铣床上加工时用到较多，且加工两端扁司槽口时，需通过两次装夹，四次加工轴两端的扁司，在进行其次次装夹时，需通过增设协助垫块。垫块与铣出的扁司平面平行接触来保证两端扁司的平行度。其次次装夹加工出另一端扁司。垫块的高度依据轴径和扁司的尺寸而确定。 4.2机用平口钳装夹 尽管相对第一种装夹方式，在重量上要减轻许多，但是受机用平口钳的限制，在加工320-420mm左右的轴时，可以通过两次装夹，四次加工出轴两端的扁司，同样在进行其次次装夹时，也需

8、增设协助垫块来找正。而超出420mm这个范围的轴则要经过四次装夹，每次只能加工一端扁司槽口。利用这种方法装夹加工，除第一次可干脆装夹外，在加工好第一个扁司槽口后，后面几次装夹，均须要利用测量设备或添加协助垫块的方法来找正，保证后面加工的三个扁司槽口与第一个槽口的对称度、平行度等，协助时间很长，不利于加工较长的轴。刨床多采纳此种装夹方式。 4.3利用V形垫块及压块组合装夹 与第一种方法在装夹方式上基本相同，加工方法也一样，将工件放置在平行的两块V形垫铁上，再通过压紧螺栓和压块收紧，将轴固定在v形槽上，两块V形垫块可干脆固定在机床上，也可通过协助联接件，固定在机床或工作台上。 4.4万能分度头与活

9、络顶尖协作装夹 在铣床工作台上安装一个可活动的小顶尖与一个配有卡盘的万能分度头协作的方式进行装夹。先将轴装夹在万能分度头上，再用活动顶尖顶住轴的另一端，先加工轴两端半边的扁司槽口，加工结束后，通过分度头将轴旋转180后，再按前面方法加工另外半边扁司槽曰。利用此种方法加工扁司，可以保证扁司的平行度，须要的协助时间也不长，但是只能加工尺寸较短的轴，若较长的轴加工用此种方法装夹，在加工过程中，由于刀具的切削力作用，简单造成轴弯曲，无法保证扁司的对称度。 4.5采纳气压或液压夹紧 将多件联动装置与气压或液压装置组合起来，通过气压或液压限制的方式进行装夹。此种方法装夹加工，可便利快速的装夹工件，且一次可装夹多根工件，提高了加工效率。但是对操作工的要求较高，且多根装夹时，难以保证工件的对称度和平行度。 参考文献 1 吴国梁.铣工简明好用手册M.江苏科学技术出版社，2022.10. 2 叶俊勇.高效销轴铣扁V型槽夹具和刀具设计J.机械工程师，2022.3. 3 李年修.一种好用的两端对称铣扁夹具J.机械工程师，2022.11. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页