普车多功能夹具的创新设计艾国辉

普车多功能夹具的创新设计艾国辉

艾国辉

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨150066

摘要：普车是一种用于加工回转体零件的机床，但在加工特殊工艺的零件时，一般的方法和夹装方式很难实现要求。因此，应设计出新型夹具，这样不仅能够减少工作量，提高工作效率，同时也能够扩展普车的加工范围，降低设备成本投入。本文主要分析了普车多功能夹具的创新设计方法，期望能够为普车夹具的设计提供一定的参考和借鉴。

关键词：普车；夹具；创新

普车是一种常见的机械加工机床，能够用于制作端面、内外螺纹等，在装置上刀具和附件之后还能够进行钻扩孔、滚花等，具有较高的精度，而且投入成本低，在各个领域具有广泛的应用。当前，在一些小规模的工厂中所使用的机床种类单一、精度低，在对有特殊要求的侧面或形状复杂、小批量的零件进行加工时，有较大的难度。因此，应设计多功能夹具，安装在普车上，以降低劳动强度、提高加工效率。

一、机械夹具的应用现状

夹具是一种对工件进行定位和夹紧的工具，多用在机床上。在现代机械生产中，机床夹具是一种必备的装备，对加工精度、制造成本等有直接的影响。可见，机床夹具在产品设计和制造过程中占有重要的位置。有关统计数据显示，中小批工件在工件生产中占有绝大多数，而且企业制造的产品种类也在不断更新，而传统夹具显然已经不能满足市场竞争的需求。

二、普车多功能夹具的创新设计

1.刀架多功能夹具的设计

第一，设计内容。按照有关标准，多功能夹具的设计包括百分表、车床中托板和车床导轨中的托板锁紧螺钉、刀架等，贯穿U形夹板的上端、下端分别安装6个夹紧U形夹板内待加工工件的夹紧螺栓，在U形夹板远离弯折端一侧的下端面通过凹坑与中托板上的调节支撑钉连接，支撑架通过连接螺柱连接底板，将车床导轨安装到底板上，底板能够依靠导轨滑动。

在加工过程中，将把板类工件安装在U形槽内，然后对U型板下面的螺栓钉进行调节，使它们顶起垫板，然后再对垫板上的工作进行上下挑这个，确定好工件的中心位置后拧紧夹板上的夹紧螺栓。然后再调节支撑钉的高度，使其与夹板上的凹坑接触，使其能够支撑工件。由于工件的长度，要将支撑架移动到能够支撑工件的位置，然后锁紧连接螺柱，确保待加工工件保持水平，为加工做好准备。然后使用百分表和托板，通过百分表的读数确保工件的行为公差，使其精度保持在0.01~0.05mm之间。另外，在夹板的凹槽下安装垫板，进而避免待加工工件和U形夹具之间的碰撞或磨损，进而保护好待加工工件。

第二，设计原理。在加工长板类工件时，将长板一端用夹紧板夹紧，尾部和中间用支架支撑，确保长板处于水平状态。在加工前拧紧中托板锁紧螺钉，避免中托板有缝隙。在开展侧面孔加工过程中，首先在主轴上安装盘铣刀，以提高工件的表面平整度，然后在主轴上安装钻夹头，在进行钻孔、攻丝等，然后利用普车的纵向、横向进行加工。将百分表安装在车床轨道上配合使用，通过百分表、刻度盘降低形位公差。然后通过U形夹板和支撑架的配合保持长板的稳固状态，通过百分表、刻度盘的配合确保长板类工件侧面的形位公差加工难度的问题。

2.C形多功能夹具设计

第一，设计内容。按照设计要求设计C形多功能夹具，包括用于锁紧中托板的紧缩螺钉、刀架、刀架螺钉与刀架固定连接的C形夹具，安装在C形夹具体上凹槽内的上压块，安装在夹具上平面与上压块4U形槽接触的C形夹具体螺钉，通过螺纹连接固定安装在上压块上并插入到C形夹具体上平面的长槽内的上压块钉位销，放置在C形夹具的下凹槽内与凹槽的下表面接触的下垫铁，放置在C形夹具的下凹槽内与下垫铁的上表面接触的下压块，与下压块的上面接触与C形夹具凹槽的右面接触的右垫板，通过螺纹连接固定安装在右垫板上的右垫板手柄。

在安装好以后，将三角形、四角形等复杂形状的工件放在下压块上，使工件的下表面与下压块的上表面接触，侧面与右垫板接触，然后选择合适厚度的下垫铁，使待加工工件处于合适的高度。移动上压块，使其与工件的上表面接触，然后调节两个夹具螺钉，使螺钉与上压块的凹槽接触，然后拧紧螺钉，固定工件位置。如果是孔类零件，在夹紧工件时使用右垫板调整让刀间隙，防止钻头损坏夹具。在夹紧工件时将右垫板去除，使工件与凹槽右平面间留有空隙。

然后，在上压块的下表面的纵向开一个V形槽，横向开多个V形槽。下压块的开槽有两种：第一种是上表面纵向的大V槽，横向的多个V槽；第二种是上表面开方形槽，在左右根部开削距槽，削距槽能够使工件平面与下压块方形槽平面的接触更加凭证，确保了加工的精确度。

第二，设计原理。在加工复杂的小型工件时，C形夹具配合中托板、大托板和百分表等能够使C形夹具与主轴的垂直度和平面度更加符合要求。根据工件的大小、形状选择相应厚度的下垫铁和合适的下压块，使用C形夹具将工件夹紧，以固定工件位置。加工前拧紧中托板锁紧螺钉，消除间隙。这样在中轴上安装各种刀具就能够利用普车对各种工件进行加工，再配合百分表、刻度盘等来确保工件的行为公差。

三、多功能夹具的特点

1.提高了加工精度

精度是工件加工的重要和基本要求，特别是对于长板类工件和复杂工件，它们的形位公差的要求更高。多功能夹具能够有效固定工件，并通过百分表控制定位的误差。还能够使用多功能夹具对工件进行定位，以便于工件的直接安装，而且还能够通过螺栓来对不同大小的工件进行定位。

2.提高了加工效率

多功能夹具的使用使工件加工更加方便，只需要通过简单的定位、夹紧等操作就可以进行加工，而不需要加工时反复的校正工件和对刀，节约了辅助时间，而且也保证了工件的刚性和加工效率。

3.拓展了机床的加工范围

多功能夹具能够直接在普车上安装使用，而不需要更换高精度机床，进而使机床的加工范围更广，产生的废品更少，对中小机械加工厂来说是一种十分合适的机械。

结语

随着工件生产的推广和发展，多功能夹具逐渐应用到了普车上。与传统的生产方式相比，功能夹具的使用减少了辅助时间，提高了加工效率，提高了加工精度，保障了生产工件符合加工要求，使机床的使用范围更加广泛，具有较高的推广和应用价值。

参考文献：

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[2]刘凯，区汝俊，曾建，许伟雄.基于ABAQUS的夹具振动特性分析[J].电子产品可靠性与环境试验，2019（01）：37-41.

[3]江灏源，杨崇明.普车多功能夹具的创新设计[J].机电信息，2019（03）：55-56.