气动镗孔夹具设计

李可+张涛

摘要：根据实际生产应用情况，在减速器设计、加工制造过程中，针对减速器箱体箱盖镗孔加工，设计、加工了一级齿轮减速器箱体镗孔所需的专用夹具，解决了减速器镗孔工序的装夹及加工难的问题，收到了较好的效果。

关键词：减速器； 镗孔夹具； 数控加工

中图分类号：TG756

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）22014702

1 引言

工装夹具是工艺装备的重要组成部分，是工艺过程中最活跃的因素之一，并直接影响产品的质量、生产效率及加工成本。随着科学技术的不断进步，数控加工设备已经飞速发展起来，与之相适应的数控机床夹具也在不断地发展变化。国内数控加工设备已具有相当的规模，数控加工在生产中已占有较大的比重并将继续扩大，而与之对应的数控机床夹具也越来越受到重视。由于所加工的零件形状各异，用通用夹具难以装夹和保证加工质量，因此需根据加工零件设计专用夹具进行加工，以至于充分发挥设备的效能。笔者根据实际生产的情况，在减速器设计、加工制造过程中，设计加工出一级齿轮减速器箱体镗孔所需的专用夹具，解决了加工难的问题。

2 问题的出现

在实际生产中，由于加工条件所限，没有镗床，没有卧式加工中心，减速器壳体的两Φ28、Φ42孔不能加工。即使在立式加工中心或数控铣床上也不能用通用夹具装夹加工。为了能够顺利的完成任务，充分挖掘机床的潜力，还需设计一种专用夹具，在数控铣床上加工减速器壳体中Φ28、Φ42孔。

3 问题的分析与解决

3.1 设计思路

氣动镗孔夹具就是一个铣床镗孔专用夹具，安装在数控镗铣床的工作台上，可以较好地加工出所需的零件，获得效果不错。这样不仅减少了手工装夹时的力度不均匀，定位不精确的不确定因素。还大大减少了加工时的辅助时间，从而提高加工效率，以保证加工任务的按时保质的完成。

根据孔的用途和要求采用合盖加工保证孔的圆度，采用定尺寸的镗刀和机床本身定位精度保证两孔的平行度。

3.2 定位方式设计

由于该零件的加工在进行镗孔工序前，减速器下底面已经加工完成，并以底部2个Φ8固定孔作为工艺孔用来定位。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。采用一面两销的定位方式。两销，一个是圆柱销，另一个是菱形销（削边销），菱形销的长轴与两销的连心线垂直，两销的中心距等于壳、盖的定位销孔的中心距。综上所述，采用一面两销定位方式，两销均选用标准件。

3.3 夹紧机构设计

夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。

3.3.1 夹紧力的方向的确定

①夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。

②夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。

③夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。

3.3.2 夹紧力的作用点的选择

①夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。

②夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。

③夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。

④夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。

由于选用气动夹紧，由需要的输出力换算出气缸的活塞面积F=n×P×S，公式中F是所需要的输出力，P是系统压力，S就是活塞面积了，n是安全系数，一般气缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，活塞面积出来了再换算成活塞直径，一般气缸使用直径表示。

659=0.7×0.8×（3.14×r×r）

计算得出直径，r低于20 mm，故选择Φ40 mm的缸径，由此可见，在夹紧情况下本夹具可以安全工作。

根据现场现有条件和实施成本，选用以压缩空气为动力源，气缸为执行机构，通过杠杆机构来实现简单、快速、有效的夹紧方案。

3.4 操作中应该注意的事项

（1）根据工艺，镗孔时，箱体、箱盖应该盒盖加工。盒盖时使用大平面加短锥销定位，螺钉锁紧。在锁紧过程中每个螺钉尽量均匀受力，以保证箱体、箱盖交界处完全接触。

（2）工件在安装到夹具上时应注意，箱体底面尽量垂直两定位销放入工艺孔，以达到一面两销的定位准确。

（3）按下气动夹紧开关，夹紧工件。在首件装夹时应调试夹具压紧块，以保证在气缸行程内能够压紧工件。

（4）在夹具使用中应定期检查和维护，保证夹具使用中的安全可靠，延长使用寿命。

4 结论

经过长期实践，证明所设计夹具能够较好地保证Φ28、Φ42两孔加工精度，能够快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间，明显提高加工效率。

参考文献：

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