铣-钻组合夹具设计与应用论文

铣\钻组合夹具的设计与应用

摘要：针对生产实际中的需要，设计出一种简单、经济、实用的可以铣轴上槽及钻轴上孔的组合夹具。论文中详细介绍了该夹具的具体结构及工作原理，以及夹具的优点。在工程实际中总结出工作原理越简单，结构越简单，操作越便捷，则夹具的成本越低，工厂中各种设备的利用率越高，越受到工人师傅的青睐的道理。

关键词：组合夹具钻孔铣槽

0 引言

夹具是现代机械加工行业中不可缺少的重要工艺装备，很大程度上影响着机械产品的质量、生产率及生产成本。使用夹具可以提高工件的加工精度并保证零件的互换性。

现今大多数中小企业都还不具备加工中心直接加工零件的能力，同时有些零件的精度没有必要选用昂贵的设备来加工，人为的增加成本。所以尽量选用现有的设备来加工，提高现有资产的利用率成为现今企业的当务之急。那么在现有设备上设计简单实用，成本低廉、效率显著的夹具来满足零部件成批生产的需要，成为企业生产中一项重要的准备工作。

1 零件的加工工艺分析

该零件如图1所示。在距右端面120mm的位置有一ф7.8的孔，与该孔垂直成90°的管端有一宽10mm，长18mm的槽需要加工，放大图如图2所示。看似简单的两个结构，为满足成批生产的需要，同时亦要满足位置精度要求，有必要设计一套既能铣槽，又能钻孔

用的组合夹具。

2 夹具的工作原理

夹具基本结构如图3所示。进行机械加工时，把工件放置在两个v型铁5上，被加工的及槽端端置于夹具右端，端面靠紧定位块7，然后推动压板4，拧紧双头螺柱上的螺帽3，将管状零件夹紧。在夹具体下方放置底板导向块1，可方便地将导向块沿着x62w铣床工作台面的t型槽滑进去，两边用螺栓拧紧定位即可，进行10mm 槽铣削加工。

钻孔时，将钻模2安置在夹具基本结构上，如图4所示，同时利用上道工序铣出的槽来定位，钻孔ф7.8。

3 夹具的优点

①该管状零件如果不采用v型块定心方式，而是采用一端用三爪夹持，一端用顶尖的方式，虽然不需要设计专门的夹具，但从力学的角度来分析一下，就会发现该管状零件可以看成是一个简支梁，两端为其支点，该零件长556mm，意味着简支梁的跨距约为550mm，比较长。钻孔时该零件切削力的作用下会发生较大的轴线挠曲变形。在距端面120mm的位置进行ф7.8mm钻孔加工，意味着在简支梁右端120mm位置施加一向下的作用力，则在钻孔位置出现最大弯矩，是个危险应力截面，同时该截面上有一小孔，孔径又比较小，增加了应力集中。所以要想改变上述状况，就必须想办法减小简支梁的跨距。采用上述夹具时两个v型块为两个支撑点，之间跨距为325mm，这比550小了许多，同时上盖板在位于右支撑110mm

的位置，是上压力的施加点。右边v型块距零件端面120mm，恰在此处钻孔。这种布置方式使得危险截面不在钻孔截面上，最大弯矩亦有所减小，整个管状零件的轴线挠曲变形明显减小。

②v型块是夹具中用作外圆定位的常用结构，该结构本身就可以起到一定的运动限制作用[1]。在此套夹具中两个v型块定位的外圆直径不同，分别为ф91、ф84。设计中为保证装夹过后，零件的轴线水平，应使零件放置在v型槽上以后两处的圆心距离v型铁底面同高。

本设计中采用组合型v型结构，如图5所示。与整体的v型结构相比，组合的v型结构定位装置能够定位的工件明显加大，在定位圆形工件时，只需要调节两个组成v型块的定位元件之间的距离，就可实现对不同直径工件的定位。而整体的v型槽尺寸是固定的，只能用于定位一定尺寸的工件，如果工件尺寸变化较大的化，则必须更换合适尺寸的v型块，这样就增加了夹具的成本。所以当需要加工其他类似的工件而只有尺寸不同时，只需调节v型块就可以了，既节约了夹具的设计时间又提高夹具的利用率，避免了一种零件一套夹具的麻烦。

③该夹具在完成铣槽工序后，可直接放置到钻床上，将钻模[2]装安置在夹具基本结构上，完成钻孔功能。利用钻模不仅可以对钻头有一个很好的导向功能，而且可以保证孔的位置的精确性，同时对孔深亦能很好的控制，充分提高了该工序的工作效率。

④本夹具中压板的压紧采用六角螺帽[3]形式，此形式在生产过

程中操作方便，快捷，只要轻轻拧动螺母，就可起到压紧及防松的功能。而且，如果螺帽在一段时间的使用过后螺纹损坏了，更换一个螺帽亦是一件相当简单的事。比起那些繁杂的锁紧机构，一旦出现失效，更换时间是比较长的，会大大影响生产率。

⑤使用效果：该夹具在使用中小巧，灵活，单人就可将其安装到位。由于所钻的孔与槽成90°，所以一套夹具在完成零件的铣槽工序后，以槽定位来钻孔，在装夹工件时快速，准确；利用钻模则节省了打孔的时间，提高了工件成批生产时的效率，在生产中搏得了工人师傅的好评。在工厂实际需要中，夹具工作原理越简单，结构越简单，操作越便捷，则夹具的成本越低，工厂中各种设备的利用率越高，越受到工人师傅的青睐。

参考文献：

[1]孙光华主编.工装设计，机械工业出版社，1998.

[2]现代机械制造工艺装备标准应用手册编委会主编.现代机械制造工艺装备标准应用手册，机械工业出版社，1997.

[3]王光斗，王春福主编.机床夹具设计手册，上海科学技术出版社，2000.