典型零件的批量铣削夹具设计

许炎午

摘 要：扁榫加工部分在该文阐述产品加工中为批量铣削的典型零件，仅用常用的夹具不能满足生产要求，本文对常用夹紧装置存在的不足进行了讨论，设计了新型多件铣削的夹具，并着重阐述了新型多件铣削的夹具设计方案及其使用特点。

关键词：典型零件 批量 V型块 扁榫 铣削 夹紧装置

中图分类号：TB47 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0175-02

在机械加工中，常常会遇到些有批量的、精度要求高的、尺寸紧凑的典型零件。针对这类零件的特点，既保证加工精度又要提高加工效率，是一直在探索的技术问题。根据多数典型零件的结构特点，在生产中铣削占有很大的比例。对该类零件在铣削中的夹具也提出了极高的设计要求。本文就下例典型零件铣削部分的夹具设计进行分析。

1 典型零件分析

1.1 典型零件材料分析

如图1所示零件，该零件材料为45钢，为中等含碳量的优质碳素结构钢，其力学性能为：具有较高的强度、硬度，同时具有一定的塑性、韧性，兼具有良好的切削工艺性能。

1.2 典型零件结构分析

如图1所示零件，该零件主要结构分为三段，即扁榫部分、台阶梯部分及M8的螺纹部分三段组成。该零件结构简单，易于加工，但扁榫部分铣削加工时，对夹具有特殊要求。

1.3 主要技术要求

该零件扁榫部分的形状精度、位置精度、尺寸精度、表面粗糙度等要求都较高，技术要求上还需要进行最后的表面渗碳热处理。

1.4 加工工艺分析

该零件下料后加工工艺分析如表1。

2 扁榫铣削夹具的设计方案

2.1 常用夹紧装置的不足

一般情况下，对于扁榫加工，加工方法采用在铣床上铣削，铣削加工时，切削力较大，又是断续切削，振动较大。扁榫一类零件，形状、尺寸均比较特殊，如果采用V形块夹具夹持零件进行铣削，会给铣削加工带来困难。分析如下。

由图1知，在铣床上铣削扁榫时，若要用V形块夹紧装置对零件实施夹紧，进行两侧面铣削时，如果以Φ10外圆段定位实施夹紧，则会因Φ10外圆部分长度只有5 mm，虽然可以夹持，但由于该段过短又远离夹点中心，从而造成夹紧力不足，易产生铣削加工时工件被铣刀打飞的危险后果。若单纯增大夹紧力，又极易将工件夹紧表面夹伤或直接夹持成三角形而造成工件报废；如果以Φ18外圆段的加工表面夹入V形块内进行加工，又会使工件端面无法定位，容易造成加工误差。若要用卡盘单个夹紧加工，同样会出现与使用V形块夹具装置类似的情况。

2.2 新型扁榫铣削的夹具设计方案

如图2所示，为我们新设计的扁榫铣削的夹具。这一设计，我们经过多种方式的试验，来于生产实践，并充分应用于生产实践。

我们为新设计的扁榫铣削夹具设计了用圆弧面夹紧且能的多件铣削。既满足工件夹紧，又符合定位要求的同时，也大大简化了夹具的加工制造工艺。经过多次生产实践证明，采用这套新型圆弧面夹具装置铣削扁榫，降低了产品的废品率，更大幅度地提高了产品生产率，现对这套新型圆弧面夹具装置分析如下。

2.2.1 新型扁榫铣削夹具的结构

如图2所示，这套新型扁榫铣削夹具由堵头1、特形定位块2、定位块3、夹紧块4、夹紧螺钉5、调整螺钉6、夹具体7、沉头螺钉8、圆柱销9、左右盖板10等组成。各部分使用及功能介绍如下。

堵头1在夹具体7上，起定位作用，使用时可根据计划铣削的扁榫数量将定位块2和定位块3按次序放入夹具体7的槽内，并用圆柱销9对左右盖板10固定好位置，再由调整螺钉6调整好夹紧块4的位置，通过沉头螺钉8将左右盖板10紧固好后，将该夹具安置在X62W铣床工作台面上，检测调整以保证A面与工作台面平行度要求，最后安装找正，拧紧夹紧螺钉5，安装完成。

2.2.2 新型扁榫铣削夹具的技术要求

各定位块均可在槽内灵活移动；各定位块在一条直线上；定位块中心孔与零件Φ18外圆段为过渡配合，采用18H/j56；各定位块中心孔整体加工后需通过电火花线切割机床沿中心孔中心纵向切开；夹具体的厚度与长度视一次装夹的零件个数可进行相应调整。

2.2.3 新型扁榫铣削夹具的定位与夹紧方法

将一组待加工的零件定位于各定位块间中心孔内，由于各定位块在槽内可自由移动，定位后扭紧夹紧螺钉，使各定位块和工件产生相互挤压，从而实现夹紧的目的。

3 新型铣削扁榫夹具的优势和特点

可加工一组零件，提高了加工生产率，降低了产品生产成本。以圆弧夹紧面置换了V型块夹具的3个点的点式夹紧，规避了表面夹伤与变形现象，降低了产品的废品率。使产品加工时的位置精度有了保障， 能够选用较大的进给量进行铣削加工。铣削扁榫夹具上定位块数目可适当调整增加，生产率有进一步提高的空间。铣削扁榫夹具元件少，配套费用低，操作便捷。

4 结语

生产中常常会遇到些有批量的、要求又较高的、尺寸又较紧凑的零件。因这种零件体积小，装夹定位都比较困难，故通常加工制作效率较低。而我们设计的多工位、高效率的加工夹具在生产中，既能满足零件加工的质量和技术要求，又能有效较低生产成本、提高效率、减少废品的发生。

参考文献

[1] 肖继德，陈宁平.机床夹具设计[M].机械工业出版社，2010.

[2] 陈宏军.机械加工工艺设计员手册[M].中国劳动出版社，2009.

[3] 成大先.机械设计手册[M].化学工业出版，2008.