薄壁（bì）零件加工車床夾具（jù）設計（jì）
2024-8-21 來源： 鄭州科技（jì）學院 機械工（gōng）程學院 作者：張（zhāng）莉
摘要：薄壁零件外圓加工時，由於剛度差，容易造成零件變形。為克服上述問題，設計了一種適用於薄（báo）壁空心圓柱零件的車床夾具。夾具的安裝體一側中部開設（shè）有安裝孔，安裝孔的表麵設置有主夾持機構，內底部（bù）設置有副夾（jiá）持（chí）機構。主（zhǔ）夾持機構能夠在（zài）夾持零件外圓的（de）同時增加與薄壁零件的（de）接（jiē）觸麵積，副夾持機構（gòu）能夠從內弧夾持零件（jiàn），達（dá）到內外一起夾持的效果；夾具采用氣（qì）缸提供（gòng）動力，可以獲得（dé）穩定的夾持效果。利用該夾具能夠有效地增加薄壁（bì）零件加（jiā）工時的剛度，提高零件的加工精度。
關鍵詞：薄壁零件；車床夾具；設計
０ 引言
數控（kòng）車床（chuáng）是一種高精度（dù）、高效率的（de）自動化機床，也是目（mù）前（qián）國內使用量最大、覆蓋麵最廣的一（yī）種數控機床。零件（jiàn）外圓加（jiā）工是（shì）對零件外表麵進（jìn）行切（qiē）削加工，是（shì）車床最基本的切削加工之一。對於普（pǔ）通的零件車床（chuáng）夾具可直接進（jìn）行夾持，而對於薄壁（bì）零件外圓（yuán）加工時，車床（chuáng）夾具接觸麵積較（jiào）小，容（róng）易使（shǐ）薄壁零件產生形變。為克服（fú）上述缺陷，設計了（le）一種用於（yú）薄壁零件加工外圓的車床夾具 。
１、車床夾具（jù）總體結構
設計的薄壁零件加工（gōng）外圓（yuán）的車床夾具如圖１和２所示 。安裝體１的一側中部開設有安裝孔３，安（ān）裝孔的表麵（miàn）設（shè）置有（yǒu）主（zhǔ）夾持機構，內底部設置有副夾持機構。主（zhǔ）夾持機構包括主塊６、移動控製機構（gòu）和（hé）氣（qì）缸控（kòng）製機構。安裝體１的外（wài）表麵開設有開口滑道５，開口滑道的內頂部設置有氣（qì）缸控製機構４，氣缸控製（zhì）機構的伸出端設置有主塊６，它與（yǔ）開口滑（huá）道的表麵滑動連接。移動控製機構包括側（cè）向伸出機構和（hé）底部伸出機構（gòu），側（cè）向伸出機構包（bāo）括延伸（shēn）塊２、內部齒輪１２、行走齒輪１３和行走（zǒu）齒道１４；底部（bù）伸出機構包括底部齒道８、旋轉齒輪９和伸出（chū）條１８。副夾持機構包括伸出機 構和（hé）滑動機構，伸（shēn）出機構包括底槽１７、豎直條７、電動推杆（gǎn）１５和升降架１６；滑動（dòng）機構包括（kuò）底（dǐ）部滑道１０和側向滑道１１。
１－安裝（zhuāng）體（tǐ）；２－延伸塊；３－安裝孔；４－氣缸控製機構；５－開口滑道；６－主塊；７－豎直條；８－底部齒道；９－旋轉齒輪；１０－底部滑道；１１－側向滑道
圖１ 車床夾具結構示意（yì）圖
１２－內部齒輪；１３－行（háng）走齒輪；１４－行走齒道；１５－電動推杆；１６－升降（jiàng）架；１７－底槽；１８－伸出條；１９－卡條
圖２ 安裝體中部（bù）剖視（shì）圖
２、夾具設計及工作原理
本夾（jiá）具（jù）設計方案（àn）是針對空心圓柱零件外圓（yuán）表（biǎo）麵加工的。安裝體（tǐ）１固（gù）定在機床的軸承上（shàng），可以進行旋轉。安裝孔（kǒng）３的設置就是為了針對類似空心圓柱零件的，主夾持機構的作用是夾持零件的（de）外壁，且主夾持機構是通過氣缸進行控製的［７］，三個氣缸控製機構是同步控製的，而方案中的（de）三組電動推杆（圖２零件１５）也是同步控製的。從圖２可以看出（chū），利（lì）用主塊的移動帶動行走齒輪進行旋轉，因為行走齒道（dào）是設置（zhì）在開（kāi）口滑道上的，所（suǒ）以當主塊移動時行走齒輪就會旋轉，行（háng）走齒輪（lún）旋轉帶動內部齒輪旋轉（zhuǎn），內部（bù）齒（chǐ）輪旋轉（zhuǎn）使延伸塊伸出（chū），達（dá）到（dào）增加接觸點的效果，而且（qiě）在主塊（kuài）移動時還能在底部（bù）齒（chǐ）道的帶動下使旋轉齒輪旋轉，旋轉齒輪由中（zhōng）部一個小齒輪（lún）、兩側兩個大（dà）齒輪組成（chéng），三個（gè）齒輪一體設置組成旋轉齒（chǐ）輪，旋轉齒輪的兩側大齒輪齧合底部齒道，而中部小齒輪（lún）齧合伸出條，伸出條伸出帶動卡條伸出，卡條和工件直接接觸（chù），作用（yòng）是當零件外部具（jù）有凹槽時可以卡住（zhù）凹槽，達到零件防脫的效果。本（běn）方案延伸塊、內部（bù）齒輪、行走齒輪、旋轉齒輪和伸出（chū）條在主塊上都設置有對應的槽，側（cè）向伸出機構的行走齒道１４固定設置（zhì）於開口滑（huá）道５的內底部，行走齒道１４的表麵齧合（hé）有行走齒輪１３，行走齒輪１３的表麵齧合有內（nèi）部（bù）齒輪１２，內部齒輪１２的一側齧合有延（yán）伸塊２；底部伸出（chū）機（jī）構的底部齒道８設置於主塊６的下表麵，旋轉齒輪９設置在安（ān）裝體（tǐ）１的內部，旋轉齒輪９的兩側齧合有底部齒道８，旋轉齒輪９的中部齧合有伸出（chū）條１８，伸出條１８的 一側滑動連接有卡條１９，伸出條１８和卡（kǎ）條１９之間設置有彈簧。
安裝孔３的內底部設置（zhì）有副（fù）夾（jiá）持機構，伸出機構的底（dǐ）槽１７開設於安裝孔３的上表麵，電動（dòng）推杆（gǎn）１５的作用就是帶動豎（shù）直條７伸出，而（ér）且豎直條在（zài）伸出時先豎直向（xiàng）上移動，然後斜向上移動，達到支撐零件內弧的效果，並且（qiě）能（néng）夠增加豎直條伸出的（de）長度，也就是（shì）增大（dà）與零件內弧的接觸麵積；底部滑道的作用是使豎（shù）直（zhí）條可（kě）以在升降架上滑動，而側向滑道的作用是為了方便豎直（zhí）條（tiáo）先豎直升降再斜向上移動。升降架固定設置在電動推杆（gǎn）的輸出（chū）端上，電動推杆１５固定設（shè）置（zhì）於底槽１７的內頂部，電動推杆（gǎn）１５的伸出端設（shè）置有升降架１６；滑動機構的側向滑道１１設置於底槽１７的側壁，底部滑（huá）道１０開設於升降架１６的上（shàng）表麵，豎直條７的（de）兩側均固定設置有可用於側向滑道１１滑動的滑塊，豎（shù）直條７的下表麵固定設置有（yǒu）可（kě）用（yòng）於底部滑道１０滑動的底部滑（huá）塊。
３、夾具使用（yòng）步驟
該用於（yú）薄壁零件加工外圓的車床夾具，使用步驟如下［８］：
（１）將零件放入到安裝孔，先固定零件的外弧麵，然後控製電動（dòng）推杆使豎直條固定零件的內弧麵（miàn），達到多點支撐零件（jiàn）的效果。
（２）主塊夾（jiá）持放置在安裝孔上的零件，在氣缸控製機構的帶動下向（xiàng）安裝（zhuāng）孔圓心移動，並且（qiě）在夾（jiá）持零（líng）件的同時控製行走齒輪和旋轉齒輪進行旋轉。
（３）行走齒輪旋轉帶動內部齒輪旋轉，內部齒輪旋（xuán）轉使延伸塊伸出，達到增加夾持點的效果，從而最終穩定夾持薄壁零件。
４、總結
該夾具能夠在夾持（chí）零件的同時增加與薄壁零件（jiàn）的接觸麵積，對於內部具有空間的零件，能夠從（cóng）內部進行夾持固定，並且在內部夾持時增加與薄壁的接觸麵積（jī），達到內、外一起（qǐ）夾持的效果（guǒ），也避免了零件外（wài）部夾持時夾持力度過大造成零件外部產生形變。在零件外（wài）表麵具有凹槽時卡（kǎ）條能夠卡在凹槽上，防止零件脫離。該夾具可以實現（xiàn）對內外徑（jìng）不同、長度各異的常見不同薄壁類零件的（de）裝夾，不僅（jǐn）適用於大批量（liàng）薄壁零件的加工，而且適用於中小批量單件零件的加工。
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