特种新型磨床夹头

宋国品 吕阳峰 雷俊玲 王子煜

摘要：拨盘是拨动零件回转的一种常用辅具，在车、铣、磨削等加工中应用广泛。一般用作双顶尖顶住工件两端中心孔，拨盘驱动工件回转已达到切削工件的目的。

关键词：磨削加工；夹头；拨盘

1.零件磨削加工工艺性分析

以图1所示零件，要对轴颈Ф76.154±0.02和Ф120.65+1.520的右端面进行磨削加工，加工方式为用双顶尖顶住零件，驱动零件回转来磨削。若使用常规鸡心夹具拨盘进行驱动磨削时，存在以下三个问题

1.1.不好装夹：遵照鸡心夹头的选用原则，该零件装夹外圆尺寸Ф120.65mm

所选用的鸡心夹所能加持的最小线尺寸应为20mm，而该零件的装夹外圆线尺寸仅有9.65mm，加紧力不足，不能满足装夹要求，所以不好或是不能进行装夹。

1.2.不好磨削：即便可以使用常规拨盘鸡心夹头进行装夹，由于Ф120.65+1.520

的右端面需要靠磨加工，常规拨盘鸡心夹头会使其发生干涉，要想全部加工完，加工过程中必须先磨完一段，再调头装夹，加工剩下的一段轴颈。然而同一段轴颈分两次加工，难免会留有接刀痕，对外观质量造成一定的影响。

1.3.不好测量：即便对一般夹头进行改制，使其可以装夹进行加工，暂不考

虑夹紧力是否足够，但由于装夹后零件的整个外圆与夹头相接触，加工完毕后无法在设备上直接对外圆Ф120.65的线尺寸9.65±0.5进行测量，需将夹头拆下或将零件从设备上取下，放在检验平台上进行测量，若测量不合格，需二次装夹再磨削，造成人力和时间上的浪费。

综合以上各种因素的影响，常规鸡心夹头不可用，需设计设计简单，装夹方便又能满足加工需求的拨盘。

2.工装设计思路及示意图如下

由上述分析可知，该零件小头外径需要磨削，大头端面需要靠磨加工。并且必须在同一次装夹中完成。所以所设计拨盘必须对加工无干涉且夹紧力足够，方便测量。而对零件外形分析，能用来装夹的位置只有Ф120.65的外圆部分。但由于此外圆部分线尺寸方向较短，若要夹紧力足够，只能设计夹具使其接触面积增大，以保证有足够的夹紧力。具体设计分析如下：

2.1.满足装夹要求：可以装夹的部位选择为Ф120.65的外圆部分，该外圆部

分线尺寸为9.65mm，右端面需要靠磨，因此为了防止加工中发生干涉，所设计拨盘装夹线尺寸必须小于9.65mm。最终为满足装夹需求，确定装夹线尺寸为8mm。

2.2.足够的夹紧力：确定了拨盘装夹位置及装夹距离之后，为了保证能在如此短的装夹距离上拥有足够的夹紧力，设计中考虑增加接触面积来保证这一点。夹具在设计过程中采用瓦形压板，极大的增加了装夹表面积。瓦形压板通过螺栓与衬环连接，衬环在一端外圆处设计了尺寸为3mm的台阶，和半径为R3的圆角。当瓦形压板受到螺栓的挤压力后，利用杠杆原理呈倾斜状以线面接触支撑瓦形压板，使拨盘与零件间有足够的抱紧压力（见图2），主轴转动，拨动螺栓头，带动零件旋转进行加工。

2.3.易磨削：此结构的零件使用该拨盘装置，不需要调头两次装夹，只需一次性装夹即可完成Ф76.154±0.02轴颈及Ф120.65外圆右端面的所有磨削加工，不仅降低人工成本，节约二次装夹时间，最大的特点是一次磨削成型，避免由于二次装夹磨削而产生的接刀痕，从而提高产品的外观质量。

2.4.好测量：实际生产中，一般要求加工完成后要在机床上进行测量确认，所以设计的该拨盘必须能在机床上方便对零件进行测量。因此，该拨盘瓦形压板设计成直径相等的两个半圆，且压紧零件时两个瓦形压板间有20mm的开口，磨削完成后，可以通过此处的开口对线尺寸9.65±0.5直接进行测量。不用把零件进行拆卸后再进行检测，使用方便。

3.使用效果

我们采用此拨盘进行加工后，使该零件的磨削工艺从无法加工，到装夹便捷，一次装夹加工成形。经检查，无论是在加工精度、形位公差还是表面质量均能得到很好的保证。并且在加工完成后，无需卸下，可直接在设备上可进行测量，得到车间及质检部门的一致好评。

该拨盘结构简单、造价成本低、容易加工，使用方便适合在批量生产中使用。

4.延伸意义

通过设计该拨盘对此零件的成功加工，我们总结发现，对这种需要双顶尖顶住，驱动零件回转来加工，但拨盘装夹距离又较短的零件，均可采用此种拨盘的设计思路。通过开口的瓦形压板压住零件，增加接触表面积，补偿装夹线尺寸不足引起的夹紧力不足的问题。衬环设计运用杠杆原理，设计一台阶作为支点，压紧螺栓为作用点，安全可靠且有足够的压紧力。

该拨盘的设计思路具有一定的推广价值，在一些需要用两端中心孔来定位加工的零件，特别是一些杆类零件的车削、铣削、磨削等，装夹距离较短，难以用常规拨盘进行驱动时，均可采用此思路来设计类似拨盘，具有很好的推广意义。