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锥面铣槽定位夹具设计和应用


  锥面铣槽定位夹具设计和应用
  
  刘娟桂
  
  摘 要:本文介绍根据零件的结构形状、工艺特点,设计的一套在圆锥面上加工键槽的夹具。夹具结构简单,加工容易,并能保证零件的加工精度,生产效率高。
  
  关键词:圆锥面 键槽 夹具
  
  待加工零件如图1所示,材料为45号钢,为中小批量生产。经工艺分析,该零件的主要加工难度是要在圆锥面上利用数控铣床加工出一个长20mm宽8mm深5mm的键槽。加工这一键槽如果没有相应的辅助夹具,无法直接加工,不能满足批量生产的需要。因此,笔者自行设计了一套锥面铣槽定位夹具,并用于生产,取得了预期的效果。
  
  1.工艺性分析
  
  零件毛坯大小为直径φ68mm、长为36mm的圆柱体,材质为45号钢。其中上半部分为圆锥形,如图2所示。φ16mm、φ10mm孔已经在前道工序完成加工,笔者主要探讨通过专用夹具设计,准确、快速地完成零件圆锥面上U形键槽的铣削加工。
  
  2.夹具设计构想
  
  由于是在锥面上加工键槽,需要设计出一套加工该键槽的专用夹具。零件以前道工序加工的φ16mm孔为中心定位,在此处装上φ16mm的心轴(采用过渡配合,无间隙),与底座连成一体,这样可以限制零件沿夹具锥面上下滑动的自由度。φ16mm孔、φ10mm孔与键槽之间都有位置关系,为了确保在加工键槽时,零件不产生位移,我们以φ16mm孔定位,但是如果直接用压板将零件压紧在夹具体上,每次装夹更换零件的时候比较麻烦,而且加工过程中刀具会与夹具螺钉产生干涉。因此,针对这种情况,我们直接通过φ10mm孔定位,装上M8的固定螺钉,使零件与底座紧固在一起,限制零件沿夹具锥面垂直方向的自由度,这样不但能保证加工精度,而且装夹和拆卸方便。
  
  3.夹具的设计装配图
  
  夹具由底座、心轴、紧定螺钉等组成。(职教论文 fanwen.oyaya.net)底座材料采用45号钢(见图2)。为了方便整套夹具安装固定在工作台上,在底座的顶部两侧开两条压板槽如图3所示。在工件顶部直接通过φ10mm的通孔,装上M8的固定螺钉,使零件与底座紧固在一起,限制了零件沿夹具锥面垂直方向的自由度。这样不但能保证加工精度,而且装夹和拆卸方便,减小了在加工过程中由于受铣削垂直方向作用力而产生的振动。
  
  二、夹具的加工
  
  夹具的加工工序如下(参考图3)。
  
  第一步:粗、精铣夹具底座其中一个面,作为夹具的下底面;
  
  第二步:以精铣后的下底面为基准,粗、精铣夹具底座上表面和两个压板槽;
  
  第三步:粗、精铣夹具两侧面方槽(保证与固定块配合松紧适中,无松动间隙),并粗、精加工方槽和螺钉1、2的螺钉孔;
  
  第四步:粗、精铣削固定板,粗、精加工固定板上的3个M8螺钉孔(用丝锥攻);
  
  第五步:粗、精加工固定螺钉,螺钉上半部分用板牙套M8螺纹,下半部分为6mm的光杆(形状类似于车床刀架上的压紧螺钉)。
  
  三、夹具的应用和零件的加工
  
  圆锥面上U形键槽的铣削加工的工艺过程如下。
  
  第一步:将底座4校准后用压板、螺钉将其固定在机床工作台上;
  
  第二步:将零件3配合心轴,再装上紧固螺钉5、6将零件压紧(装配后见图3);
  
  第三步:粗、精加工U形键槽;
  
  第四步:加工完后,将紧固螺钉5、6取下,就可以取出工件,完成零件的加工。
  
  (作者单位:广东省工商高级技工学校) 《锥面铣槽定位夹具设计和应用》
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