數控車床同時（shí）加工多個零件的工裝設計

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

1前言

最初的工藝路（lù）線是:粗、精車所有外圓、台階（jiē）倒角、內孔（kǒng）、內錐麵→用鑽頭鑽兩個φ11mm通孔→線切割（gē）加工內鍵槽→線切割加（jiā）工R3mm圓弧和兩個直角麵→數控銑床加工R80mm圓弧。

R80mm圓弧在（zài）數控銑床上加工，原簡易工裝用錐度為1∶5的錐形芯軸和菱形銷定位。工件隻能單獨加（jiā）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，不能充分發揮數控銑床的（de）高效優勢。

加工完一批零件（jiàn）後（hòu），我們決定重新設（shè）計加工方案，尋求在數（shù）控車（chē）床上加工（gōng）R80mm圓弧的可行性（xìng），以車代銑，提高（gāo）生產效率，降低生（shēng）產成本，最大限度地擴大機床的應用範圍（wéi）。

2工件加工工藝及專用夾具設計

根據零件的結構特點，重新進行了（le）工藝（yì）分析。R80mm圓（yuán）弧是規則圓弧，隻要能找到圓心，並與車床旋轉中心重合，就可以用車床加工。相（xiàng）比銑削，生產效率會大大提高，所以我們設計了（le）一種夾具，可以在經濟（jì）型數控車床上使用，同時夾緊多個零件（jiàn），如圖2所示。

2.1應用新工裝後工件的加工工藝

1)在數控車床上粗、精車（chē）各圓柱（zhù）台（tái）階的倒角、內（nèi）孔和內錐孔。

2)用鑽模在平麵上鑽兩個φ11H8的通孔(孔的（de）加工精度需要適當提高定位)。

3)內錐體（tǐ）上的（de）鍵槽采用線（xiàn）切割加工。首先，在切割內錐部分之前，試著切割一個高（gāo）度相同的衝頭部分，記（jì）錄下當前的ZSD\ZID\Z0值；其次（cì），測量試件的實際角度和尺寸，計算修正值；最後對錐形零（líng）件（jiàn）進行切割，得到的測量尺寸和角度值準（zhǔn）確，達到了設計要求。

4)數控WEDM R3mm圓（yuán）弧和兩個直角麵。

5)在數控車床上（shàng）使用新設計的專（zhuān）用夾具，以（yǐ）1∶5的內錐孔為定位基準(因為定位基準是換（huàn）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（miàn）。此時實際上R80mm弧麵的加工已經改為車削φ160mm孔。

2.2夾具的結構和工作原理

該夾具主要由夾具本（běn）體、錐形芯軸、菱形銷和壓緊（jǐn）元件[1]組成。安裝後，工件R80mm弧麵分布在以車床主軸回轉中（zhōng）心（xīn）為圓心，半徑為80mm的圓上。

在具體直徑為（wéi）160mm的夾具圓周上（shàng），根據工（gōng）件的大（dà）小安裝盡可能多的定位芯（xīn）軸和金剛石銷，力求使工件互不幹涉，充分利用空間。工件上鑽的任何一個φ11H8孔都（dōu）可以作為防轉定位，這樣可以同時加工多個工件。

3工件在夾具中（zhōng）的定位分析

工件（jiàn）安裝在夾具本體上，錐形（xíng）芯軸限製工件的五個自（zì）由度（dù），菱形（xíng）銷（xiāo）限製一（yī）個轉動自由度，相當於一邊兩個銷定位（wèi）。工件六個自由度完全受（shòu）限，屬於完（wán）全定位（wèi），定位安全可靠[1，2]，如圖5所示（shì）。

夾具的4個主要元素（sù）

1)如（rú）圖（tú）6所示，連接夾（jiá）具和機床的（de）法蘭尺（chǐ）寸應根據機床主軸端的尺寸（cùn）準備。根據加工圓弧[1，2]的半徑尺寸和位置要求，精確（què）計算後確定安裝定位主軸的六個孔的圓周尺寸和安裝六個菱形（xíng）銷的孔（kǒng）的位置（zhì）。

3)如圖8所示，菱形銷與工（gōng）件的定位孔配合，間隙很小，既保證了安裝（zhuāng）的（de）方便，又盡可（kě）能少地限製了工件的轉動。菱形銷通過φ10H7/n6過盈配合與夾具體裝配在一起，確保菱形銷牢固地固定在夾具體上。需要注意的是，當菱（líng）形銷（xiāo）安裝在夾具體上時，菱形銷的窄麵應垂直於（yú）菱形銷（xiāo）中心（xīn）與工件錐孔中（zhōng）心的連線。

5如何使用夾具

將夾具安裝在機床主軸上，並用千分表檢查其安裝的正確性。

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

加（jiā）工完（wán）成後，取出工件，將工（gōng）件旋轉180°重新安裝，即可加工工件另一側的R80mm圓弧（hú）麵。

由於同時安裝（zhuāng）多個工件進行加工（gōng），減（jiǎn）少了刀具空行程，增加了有效切削時間，加工效率明顯提高。高速鋼刀具用於數控銑床（chuáng），硬質合金刀具用於（yú）數（shù）控車床。由於硬質合金刀具的切削參數遠高（gāo）於高速鋼刀具，使用這種夾具不僅提高了切削效（xiào）率，而且降低了切削成本，綜合經濟效益顯著（zhe）提高。

6結（jié）束語

在（zài）機械零件的設計中，經常會用到圓弧曲麵，圓弧曲麵的（de）加工工藝多種多樣。應根據圓弧的曲率、材質和技術要求，采用不同的加（jiā）工（gōng）工藝。因為不同的加工工藝必然會產生不同的加工效果（guǒ），所以技術人（rén）員在編製加工工藝（yì）時（shí）要充分論證各種加工（gōng）方案。傳統工藝固然可行，但隨著科技（jì）的進步，大量新設備、新工具（jù）材料的湧現，工藝設計者應與時俱進，突破傳統工藝（yì），采（cǎi）用最佳方案，實現經濟效益最大化。通過實踐證明，利用（yòng）經濟型數控車床，配以合理的工藝裝備，實現（xiàn）多個（gè）零件同時加工而不銑削是完全可能的（de）。