摘要：對(duì)于螺桿、閥桿與銷(xiāo)軸類(lèi)零件，設(shè)計(jì)合理的工裝夾具，實(shí)現(xiàn)多件加工，以滿足批量高效生產(chǎn)的需要。
隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械加工設(shè)備不斷被優(yōu)化改進(jìn)，其加工能力、加工精度不斷提高，機(jī)械加工工藝也隨之向著高效精準(zhǔn)的方向邁進(jìn)，繁雜的工藝步驟逐漸被優(yōu)化減少，零件的機(jī)械加工時(shí)間不斷縮短，生產(chǎn)效率大幅度提高。但對(duì)于一些加工工藝簡(jiǎn)單的零件，按照傳統(tǒng)加工方法單件加工，其主要工序加工時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工件的裝夾時(shí)間、刀具更換時(shí)間等輔助時(shí)間，生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。而設(shè)計(jì)合理的工裝夾具可實(shí)現(xiàn)多件或小批量生產(chǎn)，既減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又大大縮短了輔助時(shí)間，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)提高了生產(chǎn)效率。
工裝夾具設(shè)計(jì)的合理與否直接影響到工件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本等。在實(shí)際生產(chǎn)中，工裝夾具的設(shè)計(jì)主要依據(jù)加工工藝方案和操作人員的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)、降低換刀頻率，一次裝夾完成多道工序，節(jié)約輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)工裝夾具時(shí)，在保證車(chē)床加工精度的同時(shí)，應(yīng)本著結(jié)構(gòu)合理、成本低廉及便于安裝拆卸的原則。
螺桿如圖1所示，其加工工藝簡(jiǎn)單，且主要加工部位集中在兩端（中間外表面不加工，最后噴涂防腐漆）。傳統(tǒng)加工工藝銑兩側(cè)平面時(shí)，在三爪自定心卡盤(pán)上每次只能裝夾一件，裝夾輔助時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。而螺桿的生產(chǎn)量大、工期短，單件加工可能會(huì)延誤工期。設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝后，一次可裝夾8件，工裝采用8個(gè)φ15mm沉孔定位，每?jī)蓚€(gè)孔中心割成通槽，槽寬2mm，形成半開(kāi)口（見(jiàn)圖2）。工裝采用7A04超硬鋁，強(qiáng)度高。因?yàn)槁輻U中間的外表面粗糙度要求不高，裝好工件以后，利用精密臺(tái)鉗夾緊力使工裝產(chǎn)生微量彈性變形，夾緊工件，實(shí)現(xiàn)多件加工。采用多件裝夾工裝后，一次走刀可銑削4個(gè)側(cè)面，刀具行程大大減小，生產(chǎn)時(shí)間、更換刀具所需時(shí)間明顯縮短，生產(chǎn)效率顯著提高。
圖1 螺桿
圖 2
閥桿如圖4所示。傳統(tǒng)的加工方法是在立式加工中心四軸上，用組合夾具一次裝夾一件，進(jìn)行兩端槽、扁的銑加工。設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝（見(jiàn)圖5）后，在立式加工中心四軸卡盤(pán)上進(jìn)行多件加工，每次裝夾4件，完成銑槽、扁工序。工裝采用四個(gè)V形槽作效率提高近3倍。
因精密臺(tái)鉗鉗口高度有限，若螺桿長(zhǎng)度＞80mm，采用上述工裝將無(wú)法借助精密臺(tái)鉗的夾緊力固定工件，因此，根據(jù)年生產(chǎn)量設(shè)計(jì)長(zhǎng)螺桿專(zhuān)用工裝夾具（見(jiàn)圖3），該工裝同樣采用與螺桿直徑相同的8個(gè)定位孔進(jìn)行定位，8個(gè)定位孔下面分別銑出排屑槽，便于工裝清理。該工裝每次可裝夾8件，每?jī)杉捎脤?zhuān)用壓板夾緊，實(shí)現(xiàn)多件加工。采用該工裝后，一次走刀可銑削8個(gè)側(cè)面，刀具移動(dòng)行程短，同時(shí)輔助裝夾為工件定位基準(zhǔn)，每?jī)杉捎脤?zhuān)用壓板夾緊實(shí)現(xiàn)多件加工，降低換刀頻率，提高生產(chǎn)效率。工裝的一側(cè)端面設(shè)計(jì)成六方，三爪自定心卡盤(pán)夾緊定位時(shí)方便找正，且定位可靠。采用多件裝夾工裝后，生產(chǎn)效率提高50%。
圖 3
圖4 閥桿
圖 5
以往加工類(lèi)似工件用組合夾具V形塊進(jìn)行加工，一般一次加工2件，輔助時(shí)間長(zhǎng)，換刀頻繁，影響加工效率。設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝（見(jiàn)圖6）后，采用8個(gè)V形槽作為定位基準(zhǔn)，一個(gè)通體定位面作為長(zhǎng)度方向定位基準(zhǔn)，每次裝夾8件，每?jī)杉靡粋€(gè)壓板壓緊，實(shí)現(xiàn)多件加工。該裝夾方法為銷(xiāo)軸提供了輔助支撐，可有效減小內(nèi)應(yīng)力變形。該工裝在銷(xiāo)軸類(lèi)零件加工中具有通用性，可用于φ18～φ25mm的銷(xiāo)軸定位，操作簡(jiǎn)單，裝夾效率比改進(jìn)前提高了近75%，總生產(chǎn)效率提高了約35%，每年加工此類(lèi)零件近2萬(wàn)件， 經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
針對(duì)螺桿、閥桿及銷(xiāo)軸類(lèi)零件鉆孔、銑方、攻螺紋及倒角等加工過(guò)程中存在的換刀頻率高、機(jī)床移動(dòng)行程長(zhǎng)、頻繁裝卸工件輔助時(shí)間增加及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，研制多件裝夾工裝，變單件加工為多件加工，在保證質(zhì)量的前提下，既降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了生產(chǎn)效率。多件裝夾工裝廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
圖 6