線切割多功能圓柱夾具

1、廣東省工人技師職務(wù)申請(qǐng)?jiān)u審論文論文題目線切割圓柱對(duì)稱孔加工夾具姓 名：張 鑫單位：肇慶市高級(jí)技工學(xué)校原技術(shù)工種名稱：工具鉗工申報(bào)時(shí)間： 2011 年11月廣東省勞動(dòng)和社會(huì)保障廳摘要 : : 設(shè)計(jì)了一種線切割加工孔快速分中夾具。介紹了它的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其特點(diǎn)是具有靈活性、，以及良好的經(jīng)濟(jì)性，因此在機(jī)械加工行業(yè)中具有比較廣泛的用途。關(guān)鍵詞： 線切割?yuàn)A具；機(jī)械加工；夾具設(shè)計(jì)線切割圓柱對(duì)稱孔加工夾具肇慶市高級(jí)技工學(xué)校張?chǎng)螖?shù)控電火花線切割在機(jī)械加工中應(yīng)用非常廣泛， 切割正常切割時(shí)，電極絲與 工件之間是非接觸狀態(tài)，不存在切削力，因此，線切割加工時(shí)工件的裝夾一般只 需考慮工件的定位。線切割加工可以精確

2、的加工簡單或復(fù)雜的工件外， 還能很好 的節(jié)省材料，但如果遇到加工鏈刀桿圓柱形工件上方孔問題時(shí)，往往遇到的問題就是如何快速分中定位使方孔與線軸對(duì)稱？為了能有效的解決這個(gè)問題，就需要一個(gè)專用快速分中的夾具，用此夾具再圓桿形工件進(jìn)行加工時(shí)，能有效地減少工 件的裝夾和定位時(shí)間，提高了加工效率。并且能保證所切割的方孔與刀桿軸線的 對(duì)稱，提高了加工精度。以下分析此夾具供大家參考一加工工藝問題：切割出方孔圖1 （注：圖形都是由UG軟件繪制截圖）用數(shù)控電火花線切割機(jī)床加工車床用的鏈刀桿或其他圓形工件上的方孔時(shí) （如圖1所示），要保證方孔與圓桿軸線的對(duì)稱，裝夾和找正時(shí)會(huì)存在以下幾個(gè) 問題1線切割在找正時(shí)存在不便

3、。要加工的部位在工件的軸線上，先前打的穿絲 孔對(duì)稱度精度往往不是太高，用來作為機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)分中的工藝孔不能保證加工 精度。2部分刀桿是以前用過的，已經(jīng)加工有方刀孔，只是使用后擠壞，要將方孔 重新切割加大一些，故不能用原來的方孔分中，給加工帶來了難度。3在工件的外徑尺寸不一樣時(shí)（這種情況往往較多），每加工一件就要對(duì)刀 一次，而且要花時(shí)間在打表測(cè)量平衡度，非常花費(fèi)時(shí)間，造成加工效率低。綜上所述，在實(shí)際加工過程中有必要設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡單的夾具，能使不同 直徑的刀桿或圓桿在切割方孔時(shí)，方便地實(shí)現(xiàn)分中和找平行，保證加工的對(duì)稱度 精度，而且夾具力求結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，有一定的通用性，可供長期使用。二加工工

4、藝分析這些鏈刀桿和圓形工件，首先是如何能準(zhǔn)確地進(jìn)行分中。我們知道現(xiàn)在的數(shù) 控線切割機(jī)床都有內(nèi)孔自動(dòng)分中功能， 加工時(shí)應(yīng)盡量利用此功能，提高對(duì)刀速度 和保證加工的對(duì)稱度精度。一般情況下，在切割鏈刀桿或圓桿形工件上的方孔時(shí)， 我們可以在需要加工的部位先鉆一個(gè)穿絲孔（如圖 2所示），利用此工藝孔進(jìn)行 自動(dòng)分中，此孔與刀桿軸線的對(duì)稱度和垂直度的精度最終決定了所加工方孔的位 置精度，這樣鉆工藝孔時(shí)一定要準(zhǔn)確，而在類似刀桿一類的圓形工件上鉆孔， 精 度不好保證，鉗工用臺(tái)鉆加工的誤差一般會(huì)在 0.1mm以上，顯然保證不了最終 的精度要求，這種方法效果不太好。還有一些刀桿已經(jīng)使用過，已經(jīng)加工有方孔， 只是在使

5、用一段時(shí)間以后，方孔磨損和擠壓變形，本身已經(jīng)喪失了精度，要重新 切割加大一些，不能作為自動(dòng)分中的工藝孔，也沒有辦法再另外鉆一個(gè)工藝孔。圖2對(duì)于這類問題，實(shí)際在應(yīng)用時(shí)更多的是在工件裝夾好后， 穿好鑰絲，在刀桿 外圓兩邊試碰，計(jì)下讀數(shù)，再計(jì)算出中間值。這樣分中雖然精度有一定的保證， 但是速度比較慢。另外，為防止方孔與刀桿的歪斜，還要通過打表調(diào)整刀桿軸線 與機(jī)床導(dǎo)軌平行。而且每加工一個(gè)工件都要從新對(duì)正一次， 費(fèi)時(shí)費(fèi)力，機(jī)床的自 動(dòng)分中功能也沒用上。如果工匠數(shù)量較大時(shí)，加工效率又顯得非常低，操作也從 容易出錯(cuò)。三問題處理那么如何解決此類問題，以便我們?cè)诩庸み^程中能夠盡可能地提高效率， 本 人構(gòu)思設(shè)計(jì)了

6、一個(gè)夾具，能實(shí)現(xiàn)以下功能：1夾具在機(jī)床上找正（包括確定中心和找平行）并固定好后，能利用線切割 機(jī)床的自動(dòng)分中功能進(jìn)行快速分中。2對(duì)于不同直徑的工件，都要能夠自動(dòng)確定工件中心，不必再次找正。因此考慮使用v形塊，只要找正v形塊的中心平面后，不同直徑的圓形 工件在v形塊上定位后，都能保證工件的中心平面與 v形塊中心的一致。另 外為了利用線切割機(jī)床的內(nèi)徑自動(dòng)分中功能， 在v形塊的兩側(cè)各安裝一塊擋 鐵，相當(dāng)于構(gòu)成內(nèi)孔，便于機(jī)床自動(dòng)分中。整體結(jié)構(gòu)如圖3所示:因?yàn)椴皇菍?duì)工件直接分中，夾具的綜合誤差對(duì)最終所切割的方孔與工件 軸線的對(duì)稱度精度都有影響。夾具的綜合誤差包括：V形塊底面的形狀和位 置誤差、兩側(cè)面和V

7、形面的形狀誤差、兩側(cè)面與 V形面的對(duì)稱度誤差、擋 鐵內(nèi)表面的形狀誤差。必需考慮這些誤差的影響，夾具制作時(shí)應(yīng)盡可能提高 加工精度，減少誤差。另外工件本身的形狀誤差對(duì)加工精度也有影響。V形塊兩邊的擋鐵是為了使機(jī)床能自動(dòng)分中，其內(nèi)側(cè)面的平面度精度要求較高，可以磨削加工，其他表面則無需精加工（如圖 4所示）.V形塊兩側(cè)面的中心與 V形面的中心的對(duì)稱度誤差較難控制，制作時(shí)一 般銃削不能保證精度，可以直接用線切割加工，誤差一般不大于0.02mm,表面較粗糙可圖用油石適當(dāng)修磨。也可以采用數(shù)控銃加工。如果要求較高， 可以采用正弦規(guī)檢測(cè)，再用平面磨床修正或研磨，進(jìn)一步提高平面度和有關(guān) 的位置精度。V形塊的長度可

8、大些，40-50mm（左右即可，因?yàn)槎ㄎ幻嬖酱?，則定位 精度越高，太大也沒必要。底面的適當(dāng)位置可加工一些容屑槽。 V形塊一側(cè) 要切去一部分，10mm左右，用于其在機(jī)床上用壓板壓緊裝夾，邊緣最好倒 角，應(yīng)適當(dāng)大些，23mm左右，可防止壓板單邊壓緊時(shí)壓到邊緣而造成傾 斜（具體結(jié)構(gòu)和參考尺寸如圖5所示）。同時(shí)在裝夾時(shí)壓板也不要壓得太緊。V形塊的深度根據(jù)所加工工件的直徑確定，止匕處為 20mm,角度為90度 可用于直徑5-55mm圓桿形工件的裝夾。若工件直徑較大，可用 120度的 V形塊或加大v形面的深度。另外工件在裝夾時(shí)，切割方孔的加工部位盡可 能離夾具近些，這樣可將工件本身的形狀誤差對(duì)加工精度的影

9、響降低到最 小。四效果總結(jié)此夾具在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中極大地提高了裝夾速度，節(jié)約了加工時(shí)間，提 高了生產(chǎn)效率，同時(shí)加工精度也有了保證。與不使用夾具對(duì)（比對(duì)于一個(gè)操 作較熟練的工人，操作順利時(shí)）不使用夾具：通過工件的外徑分中，每加工一個(gè)工件在裝夾時(shí)，都要打 表找平行，穿絲兩次，到開始加工時(shí)平均裝夾時(shí)間 30分鐘左右，加工精度 取決于操作工的技術(shù)水平，質(zhì)量不穩(wěn)定。使用夾具：夾具固定并找正后，工件無需再次找正，每加工一個(gè)工件只 要穿絲一次，裝夾一個(gè)工件平均用時(shí) 10分鐘左右，加工精度取決于夾具， 在工藝條件穩(wěn)定的情況下，質(zhì)量穩(wěn)定性有保證。其他用途：此夾具還可以用在圓柱形工件端部割槽、切斷等，能方便地保證槽的對(duì) 稱，斷面與軸線垂直，裝夾定位方便快捷。五結(jié)束語通過上述分析可知，采用 v 形塊組合夾具在圓柱加工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。這種夾具的定位可靠，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。它既可以用在單件加工上， 也可以用在批量生產(chǎn)上。由于采用了模塊結(jié)構(gòu)，可以在現(xiàn)有主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上更換有關(guān)模塊，這樣它的應(yīng)用范圍就