弧形支撑底座夹具设计

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇弧形支撑底座夹具设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：本文重点介绍弧形支撑底座专用夹具的设计，通过应用该专用夹具，可实现对该工件的快速装夹加工，大大节约了装夹加工时间，提高了加工效率。

关键词：铣床专用夹具 设计制造 夹具定位

随着机械制造业加工设备的不断升级换代，产品设计越来越重要，批量化的数控生产已经成为发展的趋势。数控生产加工中会应用到大批夹具，当遇到一些形状不规则、加工表面不平行的工件时，普通夹具难以定位或装夹，需要设计专用夹具来提高产品加工质量和效率。下面笔者就弧形支撑底座专用夹具的设计进行探讨。

一、加工问题

某加工厂接到一批1500件的弧形支撑底座（见图1）的加工订单，该零件外形已加工好，只需要加工孔和槽。为提高加工效率，采用数控铣床加工。但由于零件外形是弧形的不规则形状，按普通夹具装夹，加工存在很大困难，加工精度难以控制，生产效率也不高。所以，笔者根据弧形零件的结构特点，设计了两套能快速、准确进行装夹的专用夹具，在满足加工精度要求的同时，极大地提高了生产效率。

图1 弧形支撑底座零件图

弧形支撑底座的技术要求如下：一是通孔圆键槽与沉头孔同轴度误差不能大于0.04mm，侧边四个小圆孔的轴线与沉头孔的垂直度误差不能大于0.02mm。二是零件不能出现变形。

二、弧形支撑底座夹具的设计思路

1.夹具1的设计思路

弧形支撑底座设计的难点在于四个小圆孔的定位装夹和沉头孔、圆槽的加工。由于圆孔和沉头孔在两个平面，在三轴数控铣床上没法一次性加工出来，必须设计两套专用夹具。在加工圆孔时，我们用一般的方法是很难装夹的，没法准确定位，因此笔者设计了圆孔专用夹具1（如图2所示）。

图2 加工圆孔夹具1

1―工件 2―支承板 3―汽缸 4―连接板 5―拉杆 6―座板 7―竖板 8―沉头孔 9―圆槽 10―弧形底板 11―圆孔 12―压块 13―弧形顶板

该夹具主要是制作了和弧形支撑底座弧度完全一致的弧形底板10作支撑定位，上面用弧形顶板13压紧，再通过12压块施加压紧力完成装夹。通过这个专用夹具，可以使零件圆孔处于水平位置，容易加工。同时为了提高效率，采用了63*45的汽缸3推动连接板带动两根拉杆5，可以快速实现装夹和松开。如果条件不允许，也可以采用普通虎钳加压板的方式装夹，这样有一定的灵活性。

2.夹具2的设计思路

弧形支撑底座的另一个加工难点在于圆槽和沉头孔的加工，加工难度主要表现在三个方面：①要保证同轴度和垂直度；②弧形板是方形中空的，容易变形；③圆柱体是对称的，需要调头加工，位置公差难以保证，用普通的方法加工很难达到要求。如用三爪卡盘夹住圆柱体加工时，会出现以下问题：一是容易夹伤工件表面；二是加工好一端后，调头装夹加工另一端，无法保证其位置公差；三是操作比较麻烦，生产效率低下。

为此，笔者设计了专门夹具2（如图3）。该夹具的定位原理是设计弧形压块1和弧形压块2，由于弧度一致，能够紧密贴合，间隙很小，利用圆柱体弧形限住了四方向的自由度，加上底面限定了5个自由度，再加上刀具在上面施压，从而实现完全定位，加工比较平稳。为了提高生产效率，同样采用了汽缸进行夹紧和装拆。同时为了提高夹紧力采用双汽缸，保证加工过程平稳，不产生振动或工件松动。同样，可以根据实际条件把汽缸气动夹紧换成普通虎钳夹紧，同样能达到加工效果。

夹具2的第二个特点在于可以同时加工两个工件，每次加工一件的一个面，只需翻转和换到另一卡位就可以完成整个零件的加工，而且由于弧形压块的作用使其不会出现位置偏差的情况。

为了解决由于弧形支撑底座弧板中空，容易在加工过程中受力变形的问题，笔者在弧形压块处专门设计了空心圆套，在两个圆柱体的中间起到支撑的作用，从而最大限度地减小了工件的变形。

图3 圆槽与沉头孔专门夹具2

1―汽缸 2―推板 3―弧形压块1 4―工件 5―弧形压块2 6―固定板

三、夹具的特点和使用效果

弧形支撑底座主要加工两处孔和圆槽，加工的难点在于零件的形状是圆弧形，并且是薄板结构，通用夹具无法装夹定位，夹紧力难以控制。夹紧力太小，工件可能在加工过程中移动，破坏夹具定位，不仅影响质量，还可能造成事故；夹紧力过大，不但会使工件和夹具本身产生变形，而且其加工质量也不高。因此，设计的两套专用夹具分别解决了弧形支撑底座孔加工和槽加工的难题。

夹具1设计了和弧形支撑底座弧度一致的底板和压板，增大了接触面积，提供了有力的支撑，解决了夹紧力大小对工作定位和变形的影响，同时利用圆弧结构进行限位和自锁，保证了定位的精度和加工质量。

夹具2为了解决弧形支撑底座弧板中空，容易在加工过程中受力变形的问题，专门设计了空心圆套，把它放到两个圆柱体的中间起到支撑的作用，从而最大限度地减小了工件的变形。而且采用两个工件同时装夹，采用汽缸快速装夹，提高了生产效率。

同时，夹具设计制作比较简单（可用虎钳和压块代替汽缸），装夹快速方便，可以两件同时加工，生产效率大大提高。这一设计体现了对不规则、难装夹零件的解决方法，经过实际加工验证，使用效果良好。

参考文献：

[1]王光斗，王春福.机床夹具设计手册（第三版）[M].上海：上海科学技术出版社，2005.

（作者单位：广东省茂名市第二高级技工学校）