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實(shí) 用科技 實(shí)用科技 摘要 ：針對生產(chǎn)實(shí)際中的需要，設(shè)計(jì)出一種簡單 、經(jīng)濟(jì) 、實(shí)用的可以銑軸 上槽及鉆軸上孔的組合夾具 。論文中詳細(xì)介紹了該夾具的具體結(jié)構(gòu)及工作原 理，以及夾具的優(yōu)點(diǎn) 。在工程實(shí)際中總結(jié)出工作原理越簡單，結(jié)構(gòu)越簡單，操 作越便捷，則夾具的成本越低，工廠中各種設(shè)備的利用率越高，越受到工人師 傅的青睞的道理 。 關(guān)鍵詞 ：組合夾具 鉆孔 銑槽 0 引言 夾具是現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)中不可缺少的重要工藝裝備，很大程 度上影響著機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量 、生產(chǎn)率及生產(chǎn)成本 。使用夾具可以提高 工件的加工精度并保證零件的互換性 。 現(xiàn)今大多數(shù)中小企業(yè)都還不具備加工中心直接加工零件的能 力，同時(shí)有些零件的精度沒有必要選用昂貴的設(shè)備來加工，人為的增 加成本 。所以盡量選用現(xiàn)有的設(shè)備來加工，提高現(xiàn)有資產(chǎn)的利用率成 為現(xiàn)今企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急 。那么在現(xiàn)有設(shè)備上設(shè)計(jì)簡單實(shí)用，成本低 廉 、效率顯著的夾具來滿足零部件成批生產(chǎn)的需要，成為企業(yè)生產(chǎn)中 一項(xiàng)重要的準(zhǔn)備工作 。 1 零件的加工工藝分析 該零件如圖 1 所示 。在距右端面 120mm 的位置有一 Ф7.8 的 孔，與該孔垂直成 90°的管端有一寬 10mm，長 18mm 的槽需要加 工，放大圖如圖 2 所示 ?？此坪唵蔚膬蓚€結(jié)構(gòu)，為滿足成批生產(chǎn)的需 要，同時(shí)亦要滿足位置精度要求，有必要設(shè)計(jì)一套既能銑槽，又能鉆 孔用的組合夾具 。 2 夾具的工作原理 夾具基本結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 。進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，把工件放置在兩 個 V型鐵 5 上，被加工的及槽端端置于夾具右端，端面靠緊定位塊 7，然后推動壓板 4，擰緊雙頭螺柱上的螺帽 3，將管狀零件夾緊 。在 夾具體下方放置底板導(dǎo)向塊 1，可方便地將導(dǎo)向塊沿著 X62W 銑床 工作臺面的 T型槽滑進(jìn)去，兩邊用螺栓擰緊定位即可，進(jìn)行 10mm 槽銑削加工 。 鉆孔時(shí)，將鉆模 2 安置在夾具基本結(jié)構(gòu)上，如圖 4 所示，同時(shí)利 用上道工序銑出的槽來定位，鉆孔 Ф7.8。 3 夾具的優(yōu)點(diǎn) ①該管狀零件如果不采用 V型塊定心方式，而是采用一端用三 爪夾持，一端用頂尖的方式，雖然不需要設(shè)計(jì)專門的夾具，但從力學(xué) 的角度來分析一下，就會發(fā)現(xiàn)該管狀零件可以看成是一個簡支梁，兩 端為其支點(diǎn)，該零件長 556mm，意味著簡支梁的跨距約為 550mm， 比較長 。鉆孔時(shí)該零件切削力的作用下會發(fā)生較大的軸線撓曲變形 。 在距端面 120mm 的位置進(jìn)行 Ф7.8mm 鉆孔加工，意味著在簡支梁 右端 120mm 位置施加一向下的作用力，則在鉆孔位置出現(xiàn)最大彎 矩，是個危險(xiǎn)應(yīng)力截面，同時(shí)該截面上有一小孔，孔徑又比較小，增加 了應(yīng)力集中 。所以要想改變上述狀況，就必須想辦法減小簡支梁的跨 距 。采用上述夾具時(shí)兩個 V 型塊為兩個支撐點(diǎn)，之間跨距為 325mm，這比 550 小了許多，同時(shí)上蓋板在位于右支撐 110mm 的 位置，是上壓力的施加點(diǎn) 。右邊 V型塊距零件端面 120mm，恰在此 處鉆孔 。這種布置方式使得危險(xiǎn)截面不在鉆孔截面上，最大彎矩亦有 所減小，整個管狀零件的軸線撓曲變形明顯減小 。 ②V型塊是夾具中用作外圓定位的常用結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)本身就可 以起到一定的運(yùn)動限制作用 [1] 。在此套夾具中兩個 V型塊定位的外 圓直徑不同，分別為 Ф91、Ф84。設(shè)計(jì)中為保證裝夾過后，零件的軸 線水平，應(yīng)使零件放置在 V型槽上以后兩處的圓心距離 V型鐵底面 同高 。 本設(shè)計(jì)中采用組合型 V型結(jié)構(gòu)，如圖 5 所示 。與整體的 V型結(jié) 構(gòu)相比，組合的 V型結(jié)構(gòu)定位裝置能夠定位的工件明顯加大，在定 位圓形工件時(shí)，只需要調(diào)節(jié)兩個組成 V型塊的定位元件之間的距 離，就可實(shí)現(xiàn)對不同直徑工件的定位 。而整體的 V型槽尺寸是固定 的，只能用于定位一定尺寸的工件，如果工件尺寸變化較大的化，則 銑 、鉆組合夾具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 周靜 1 徐慧娟 1 張隆平 2 鐘麗蓉 1 （ 1. 重慶理工大學(xué)； 2. 中國兵器工業(yè)第五九研究所） 圖 3 夾具基本結(jié)構(gòu)圖 271 實(shí) 用科技 實(shí)用科技 必須更換合適尺寸的 V型塊，這樣就增加了夾具的成本 。所以當(dāng)需 要加工其他類似的工件而只有尺寸不同時(shí)，只需調(diào)節(jié) V型塊就可以 了，既節(jié)約了夾具的設(shè)計(jì)時(shí)間又提高夾具的利用率，避免了一種零件 一套夾具的麻煩 。 ③該夾具在完成銑槽工序后，可直接放置到鉆床上，將鉆模 [2] 裝 安置在夾具基本結(jié)構(gòu)上，完成鉆孔功能 。利用鉆模不僅可以對鉆頭有 一個很好的導(dǎo)向功能，而且可以保證孔的位置的精確性，同時(shí)對孔深 亦能很好的控制，充分提高了該工序的工作效率 。 ④本夾具中壓板的壓緊采用六角螺帽 [3] 形式，此形式在生產(chǎn)過 程中操作方便，快捷，只要輕輕擰動螺母，就可起到壓緊及防松的功 能 。而且，如果螺帽在一段時(shí)間的使用過后螺紋損壞了，更換一個螺 帽亦是一件相當(dāng)簡單的事 。比起那些繁雜的鎖緊機(jī)構(gòu)，一旦出現(xiàn)失 效，更換時(shí)間是比較長的，會大大影響生產(chǎn)率 。 ⑤使用效果：該夾具在使用中小巧，靈活，單人就可將其安裝到 位 。由于所鉆的孔與槽成 90°，所以一套夾具在完成零件的銑槽工 序后，以槽定位來鉆孔，在裝夾工件時(shí)快速，準(zhǔn)確；利用鉆模則節(jié)省了 打孔的時(shí)間，提高了工件成批生產(chǎn)時(shí)的效率，在生產(chǎn)中搏得了工人師 傅的好評 。在工廠實(shí)際需要中，夾具工作原理越簡單，結(jié)構(gòu)越簡單，操 作越便捷，則夾具的成本越低，工廠中各種設(shè)備的利用率越高，越受 到工人師傅的青睞 。 參考文獻(xiàn) ： [1]孫光華主編 .工裝設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社， 1998. [2]現(xiàn)代機(jī)械制造工藝裝備標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊編委會主編 .現(xiàn)代機(jī)械制造工藝 裝備標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊，機(jī)械工業(yè)出版社， 1997. [3]王光斗，王春福主編 .機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊，上海科學(xué)技術(shù)出版社， 2000. 摘要 ：機(jī)械制造工業(yè)為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)及發(fā)展提供了大量的較為先進(jìn)的 技術(shù)產(chǎn)品，機(jī)械產(chǎn)品是信息與知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代高新技術(shù)的應(yīng)用載體 。機(jī)械加工 是機(jī)械制造中最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，因此，研究機(jī)械加工中存在的問題并分析 和處理是相當(dāng)重要的 。 關(guān)鍵詞 ：機(jī)械加工 車削加工 銑削加工 磨削加工 當(dāng)代社會，眾多的的機(jī)械制造產(chǎn)品對機(jī)械制造業(yè)提出了越來越 高的要求，而如何尋求最佳的途徑去制造所需產(chǎn)品是當(dāng)前擺在機(jī)械 制造業(yè)面前的艱巨任務(wù) 。任何機(jī)械設(shè)備都是由相應(yīng)的若干個零件組 成，而制造機(jī)械零件需要經(jīng)過一系列的加工工藝過程，如毛坯的制 造 、機(jī)械加工 、熱處理等 。機(jī)械加工的目的是獲得一定的表面幾何形 狀，并具有一定的幾何精度，有時(shí)還必須保證加工后的表面 (或表面 層 )滿足一定的力學(xué) 、光學(xué) 、組織 、成分等物理方面的要求 。 機(jī)械產(chǎn)品某一零件的制造方法絕不是唯一的，而是我們應(yīng)該如 何去選擇及組合不同的加工方法，以達(dá)到降低成本 、提高生產(chǎn)效率的 效果 。以簡單的平面加工為例，它可以采取刨 、銑 、磨 、車等方法 。到底 要采用哪種方法加工，需要根據(jù)現(xiàn)場機(jī)床設(shè)備情況 、工件的質(zhì)量要求 及功效高低等來分析 、比較決定 。 1 車削加工 1.1 車削加工時(shí)不宜形成擠裂或單元切屑 。車削加工時(shí)，如果形 成擠裂切屑，在加工表面上會留下擠裂痕跡，加工表面粗糙度值大， 切削力波動也大 。如果形成單元切屑，則表明在切屑剪切面上的應(yīng)力 超過了材料的強(qiáng)度極限 。裂紋貫穿了整個切屑厚度，形成了一個個梯 形單元切屑 。切削力的波動更大，加工表面的粗糙度值也更大 。如果 形成崩碎切屑，表明切削層材料未經(jīng)塑性變形就產(chǎn)生脆性崩裂，形成 不規(guī)則的碎塊狀切屑，切削力波動很大，并且集中在切削刃上，容易 損壞刀具 。 在加工過程中可以通過觀察切屑形態(tài)來判斷切削條件是否合 適 。同時(shí)在加工塑性材料時(shí)，如果出現(xiàn)擠裂或單元切屑，則可用改變 刀具幾何角度 、切削用量等方法，使切屑轉(zhuǎn)化成帶狀切屑 。 1.2 精車時(shí)不允許存在積屑瘤 。積屑瘤會使工件表面粗糙度值 增大，這是精車工件時(shí)所不允許的 ?？梢圆扇〉拇胧?①控制加工時(shí)的速度，使用很低或很高的切削速度，避開產(chǎn)生積 屑瘤的速度范圍 。②適當(dāng)加大刀具前角 、減小進(jìn)給量 、提高刀具表面 刃磨質(zhì)量 、選用潤滑性能良好的切削液等 。③材料塑性太大的工件， 切削時(shí)塑性變形大，容易產(chǎn)生積屑瘤 。因此，加工前可將材料進(jìn)行正 火或調(diào)質(zhì)處理，以提高硬度 、降低塑性，以抑制積屑瘤的產(chǎn)生 。 2 銑削加工 2.1 工件平面度超差問題 。原因是銑削中工件變形，工件在夾緊 中產(chǎn)生變形和銑刀軸線與工件不垂直等 。因此，要合理選擇切削用 量；增加輔助支承，提高工件剛度；減小夾緊力，精銑前放松工件后再 加緊；并注意定位基面是否有毛刺 、雜物，是否接觸良好；校準(zhǔn)銑刀軸 線與工件平，面的垂直度，避免工件表面銑削時(shí)下凹，保持平面度符 合要求 。 2.2 垂直度超差問題 。用立銑刀銑側(cè)面時(shí)，銑刀直徑偏小，或振 動 、擺動，三面刃銑刀垂直于軸線進(jìn)給銑側(cè)面時(shí)刀桿剛度不足，都會 引起垂直度超差 。因此，應(yīng)選直徑較大的立銑刀，適當(dāng)減小三面刃銑 刀直徑，增大刀桿直徑，適當(dāng)降低進(jìn)給量或提高銑削速度，檢查并消 除銑刀安裝中可能產(chǎn)生的歪斜 。 2.3 工件的尺寸超差問題 。立銑刀 、鍵槽銑刀 、三面刃銑刀等刀 具本身的擺動會造成尺寸的超差 。檢查銑刀刃磨質(zhì)量，及時(shí)更換已磨 損的刀具；檢查銑刀安裝后的擺動是否在精度容許的范圍內(nèi)，檢查銑 刀刀桿是否彎曲，檢查銑刀與刀桿套筒接觸面之間是否有毛刺 、異 物，銑刀端面與刀桿軸線是否垂直等 。 2.4 銑削速度 。①粗銑時(shí)，切削負(fù)載大，銑削速度應(yīng)取較小值 。精 選時(shí)，為降低表面粗糙度值，銑削速度應(yīng)取較大值 。②采用機(jī)夾式銑 刀或不重磨式銑刀銑削加工時(shí)，銑削速度可取較大值 。③在銑削過程 中，如發(fā)現(xiàn)銑刀壽命較低時(shí)，應(yīng)盡量減小銑削速度 。④銑削結(jié)構(gòu)及幾 何角度改進(jìn)后，銑削速度可以容許適當(dāng)增加 。 3 磨削加工 由于高速 、微小，反復(fù)切削的結(jié)果，在磨削區(qū)域產(chǎn)生極高的溫度 。 被磨削表面的極表層會因高溫而產(chǎn)生許多不良的影響，最常見的是 經(jīng)磨削的表層金相組織發(fā)生變化，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，更嚴(yán)重的是產(chǎn)生磨 削燒傷或裂紋等，因此在磨削中關(guān)鍵是如何防止因熱引起的各種問 題 。磨削加工的特性是磨屑量少，砂輪又是熱的不良導(dǎo)體，所以，大部 分磨削熱傳入工件 。過實(shí)踐得知，傳入工件的約 85%，傳入切屑的約 15%。為防止升溫，應(yīng)采取下列措施： ①大量使用冷卻能力強(qiáng)的冷卻 液； ②盡量使用大粒度砂輪； ③降低砂輪速度； ④減小磨削深度； ⑤增 大進(jìn)給量； ⑥及時(shí)修整表面變鈍 、氣孔被堵塞的砂輪 。以上條件的選 擇與精度的提高會產(chǎn)生矛盾，在磨削加工時(shí)必須謹(jǐn)慎 。 4 機(jī)械加工中的測量誤差 4.1 系統(tǒng)測量誤差 。指在相同的測量條件下總是以相等大小出 現(xiàn)的測量誤差，是可以把握的一種誤差 。例如在車削或磨削加工的自 動測量中所產(chǎn)生的溫度誤差總是一個恒定的值 。這樣一種誤差可以 經(jīng)過計(jì)算從測量結(jié)果中消除掉 。 4.2 隨即測量誤差 。這種誤差大小不一 、無法消除，要反復(fù)進(jìn)行 測量求平均值，從而減小誤差 。 4.3 造成誤差的原因 。①溫度影響 。由于熱脹冷縮，物體在不同 溫度下的長度不同 。因此，測量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的溫度規(guī)定為 +20℃。對于鋼 制工件來說，大多數(shù)情況下量具與工件的溫度相等就夠了 。②由視差 引起讀數(shù)誤差 。當(dāng)量具的刻線與工件不在一個平面內(nèi)時(shí)，從側(cè)面觀察 就能引起判讀誤差 。讀數(shù)時(shí)眼睛一定要平視 。③由于用力不當(dāng)產(chǎn)生的 誤差 。量具的測量表面以一個測量力抵住工件 。如果用力過大，量具 可能變彎，接觸部位可能壓扁 。在精密量儀中測量力多半靠一定彈簧 可靠的保持為一個始終不變的值 。④位置誤差 。量具的測量表面斜對 著工件表面，或工件歪放在量具內(nèi)時(shí)，將產(chǎn)生相當(dāng)大的誤差 。 機(jī)械加工技術(shù)還在不斷的發(fā)展，新的加工方法不斷的涌現(xiàn)，從而 在效率 、精度 、成本等諸多方面拓展了人類開發(fā)和制造新產(chǎn)品的能 力 。機(jī)械加工中的問題還會不斷的被發(fā)現(xiàn)并取得更好的解決 。 小議機(jī)械加工中存在的問題及處理方法 任德全 （吉林省畜牧業(yè)學(xué)校） （上接第 271 頁） 272