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

　　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　www.fwsir.com)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）

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