薄（báo）壁零件加工（gōng）車床夾（jiá）具設計
2024-8-21 來源： 鄭州科技學（xué）院 機械工程學（xué）院 作者：張莉
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（wéi）克服上述問題，設計了一種適用（yòng）於薄壁空心圓柱零件的車床夾具。夾具的安裝體一側中部（bù）開設有（yǒu）安裝孔，安（ān）裝孔的表麵設置有主夾持機構（gòu），內底部設置有副夾持機構。主夾持機構能夠（gòu）在夾持零件外（wài）圓的（de）同時增加與薄壁（bì）零件的接觸麵積，副夾持機構能夠從內弧（hú）夾持零件，達到內外一起夾持的效果；夾（jiá）具采用氣缸提供動力，可以獲得穩定的夾持效果。利用該夾具能夠有效地增加薄壁零件加工時的剛度，提高（gāo）零件的加工精（jīng）度。
關鍵詞：薄壁零件；車床夾具；設計（jì）
０ 引言
數控車床是一種（zhǒng）高精度、高（gāo）效率的自動化機床，也是目前國內使用量最大、覆蓋麵最廣的一種數（shù）控機床。零件外圓加工是對零件外表麵進行切削加工，是車床最基本的切（qiē）削加工之一。對於普通的（de）零件車（chē）床夾具可直接進（jìn）行夾持，而對於薄（báo）壁零件外圓加工時，車床夾具接觸麵積較小，容（róng）易使薄壁（bì）零件產生（shēng）形變。為克服上述缺陷，設計了一種用於薄壁零件加工外圓（yuán）的（de）車床夾具 。
１、車床（chuáng）夾具（jù）總體（tǐ）結（jié）構
設計的薄壁零件加工外圓的車床夾具如圖１和２所（suǒ）示 。安裝體１的一側中部開（kāi）設有安裝孔３，安裝孔的表麵設置有主夾持（chí）機構（gòu），內底（dǐ）部設置有副（fù）夾持機構。主夾持機構包括主塊（kuài）６、移動控製機構和氣缸控製機構。安裝（zhuāng）體１的外（wài）表麵開（kāi）設有開口滑道５，開口滑道的內頂部設置有氣缸控製機構４，氣缸控製機構的伸出端設置有（yǒu）主塊６，它與（yǔ）開口滑道的表麵滑動連接。移動（dòng）控（kòng）製機構包括（kuò）側向伸出機構和底部伸出（chū）機構，側向伸出機構包括延（yán）伸塊（kuài）２、內部（bù）齒輪１２、行走齒輪（lún）１３和行走齒道１４；底部伸出機構包括底部齒（chǐ）道（dào）８、旋轉齒輪９和伸出條１８。副夾持機構包括伸出（chū）機 構和滑動機構（gòu），伸出機（jī）構包括底槽１７、豎直條７、電動推杆１５和升降架１６；滑動機構包括底部滑道１０和側向滑道１１。
１－安裝體；２－延（yán）伸塊；３－安裝（zhuāng）孔；４－氣缸控製機構；５－開口滑道；６－主塊（kuài）；７－豎直條；８－底（dǐ）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（gòu）示意圖
１２－內部齒輪；１３－行走齒輪；１４－行走齒道（dào）；１５－電動推杆；１６－升降架；１７－底槽；１８－伸（shēn）出條；１９－卡條
圖２ 安裝體中部（bù）剖視（shì）圖
２、夾具（jù）設計及工作原理
本夾具設計方案是針對空心圓柱零件外圓表麵加工的。安裝體１固定在機床的軸承上，可以進行旋轉。安裝孔３的設置就（jiù）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外壁，且主夾（jiá）持機構（gòu）是通過氣缸進行控製的［７］，三個氣缸控製機構是同步控製（zhì）的，而方案中的三（sān）組電動推杆（圖２零件１５）也（yě）是同步控製的。從圖２可以看出，利用主塊的移動帶動行走（zǒu）齒輪（lún）進行旋轉，因為（wéi）行走齒道是設置在開（kāi）口滑道上的，所以當主塊移動時行走齒輪就會旋轉（zhuǎn），行走齒輪旋轉帶動內部齒輪旋轉，內部齒輪旋轉使延伸塊（kuài）伸出，達到增加接觸點的效果，而且在主塊移動（dòng）時還能在底部齒道的帶動下使旋轉齒輪旋轉，旋轉齒（chǐ）輪由中部一個小齒輪、兩側（cè）兩個大齒輪組成，三個齒輪一體設置組成旋轉齒輪，旋轉齒（chǐ）輪的兩側大齒輪齧合底部齒道，而中部小（xiǎo）齒輪齧合（hé）伸出條，伸出條伸出帶動卡條伸出，卡條和（hé）工件直接接觸，作用是當（dāng）零件外部（bù）具有凹槽時可以卡住凹槽，達到零件防脫的效果。本方案延（yán）伸塊、內部齒輪、行走齒輪、旋轉齒輪和伸出條（tiáo）在主塊（kuài）上都設置（zhì）有對應的槽，側向伸出機構的行走齒道１４固定設置於開（kāi）口滑道５的內底部，行走（zǒu）齒道１４的表麵（miàn）齧合（hé）有行走齒輪１３，行走齒（chǐ）輪（lún）１３的表麵（miàn）齧合有內部齒（chǐ）輪１２，內部齒輪１２的一（yī）側（cè）齧合（hé）有延伸塊２；底部伸出機構的底部齒道８設置於主（zhǔ）塊６的下表麵，旋轉齒輪９設置在（zài）安裝體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的中部齧合有伸出條１８，伸出條１８的（de） 一側滑動連（lián）接有卡（kǎ）條１９，伸出條１８和卡條１９之間設置有彈簧。
安裝孔３的內底部設置有副夾持機（jī）構，伸出（chū）機構的底槽１７開設於安裝（zhuāng）孔３的上表麵，電動推杆１５的（de）作用就是帶動豎直條７伸出，而且豎直條在伸出時先豎直向上移動，然後斜（xié）向（xiàng）上移動，達到支撐零（líng）件內弧的效果，並且能夠增加豎直條（tiáo）伸（shēn）出的長度，也就（jiù）是增（zēng）大與零件（jiàn）內（nèi）弧的接觸麵積；底部滑道（dào）的作用是使豎直條可以（yǐ）在升降架上滑動，而側向滑道（dào）的作用是為了方便豎直條先豎直升降再斜向上移動（dòng）。升降架固定（dìng）設置在電動推杆的輸出（chū）端上，電動推杆１５固定（dìng）設置於底槽１７的內頂部，電動推杆１５的伸出端（duān）設置有升降架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的上表麵，豎直條（tiáo）７的（de）兩側均固定設置有（yǒu）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可用於底（dǐ）部滑（huá）道１０滑動的底部滑塊。
３、夾具使用步驟
該用於薄壁（bì）零件加工外圓的車床夾具，使用（yòng）步驟如下［８］：
（１）將零件放入到安裝（zhuāng）孔，先（xiān）固定零件的外弧麵，然後控製（zhì）電（diàn）動推杆使（shǐ）豎直條（tiáo）固定零件的內弧麵（miàn），達到多點支撐零件的（de）效果。
（２）主塊夾持放置在安裝孔上的零（líng）件，在氣缸控製機（jī）構的帶（dài）動（dòng）下向安裝孔圓心移動，並且在夾持零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（bù）齒輪旋轉，內部齒輪旋轉使延伸塊伸出，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
該夾具能夠在夾持零件的（de）同時增加與薄壁（bì）零（líng）件的接觸麵積（jī），對於內部具有空間的零件，能夠從內部進行夾持固定，並且在內部夾持時增加與薄壁的接觸麵（miàn）積，達到內（nèi）、外一起夾持的效果，也（yě）避免了零件外部夾（jiá）持時夾持力度過大造成（chéng）零件（jiàn）外部產生形（xíng）變。在零件外表麵具有凹槽時卡條能夠卡在凹槽上，防止零件脫離。該夾具可以實現對內外（wài）徑不同、長度各異的常（cháng）見（jiàn）不同薄（báo）壁類零件的裝夾，不僅適用於大批量薄壁零件（jiàn）的（de）加工，而且適用於中小批（pī）量單件零件的加工。
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