超长零件加工夹具设计实例

jiajoin

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大型、加长平床身数控车床适合加工大直径超长棒料类工件。而使这类工件的夹持稳定、可靠，是车床专用夹具的设计难点。由于超长棒料的夹持特点是工件夹持范围相对短，悬伸长度长，加上工件自身重力的作用，离夹头越远，工件越向下坠，造成加工出来的工件头大尾细而难以保证尺寸精度要求。因此，针对加长大直径棒料工件而设计的车床专用夹具， 首先要考虑夹具的设计要点.。

一．工厂超长轴类零件实际案例

1.零件说明

此零件（如图1,2）是造纸机器上用来压平纸张的一个轴类零件，需要在圆柱面上加工一条螺旋槽来防止纸张皱褶。轴长1350mm。

工艺难点：机器工作台行程1300mm不能够满足一次加工完成该零件的加工要求，两次加工会存在角度定位的问题。

图1 轴类零件槽展开图

图2 零件成品

2.解决方案

方案A：将四轴和尾顶针底面安装垫块将四轴移出工作台以外。然后通过调整机床的原点来增加机床的有效行程。

方案A的潜在风险： 无法增加有效行程；与机器外壳碰撞

方案A解决办法：确认机床实际有效行程；确认机床钣金尺寸

解决方案B：:设计夹具分两次加工

方案B潜在风险：螺旋槽连接不顺，有接刀；每次装夹校正材料

3.方案选择：通过对比最终确定方案B。方案B中夹具设计需要考虑的有以下方面

（1）零件的夹持和定位

（2）加工过程中第二此加工坐标的取数

（3）加工过程中零件可能产生的振动

（4）两此加工槽的角度连接误差

4.解决方案的设计

（1）零件的夹持通过内锥扩张夹持用螺纹连接可以稳定有效的夹持零件的外圆，结构图3，图4。

图3零件夹持结构正面

图4零件夹持结构侧面

图5零件的夹持

（2）加工第二次坐标取数需要增加一个基准来为第二此加工提供基准计算。具体结构如图6。

图6零件坐标基准

计算方法：用分中棒将右侧端面(A面)坐标取出后,再用百分表测量A面到B面的距离（图7为900）后并做记录。将右侧零件要加工的部分加工完后将零件左右旋转180°。用分中棒取B面坐标后计算B面到最右侧的尺寸设定为原点。既B点X轴+450（C-B）为X轴的原点（编程原点为右端端面）

图7零件坐标基准

5.实际加工过程

（1）如图8,9,10加工过程图所示，将零件按大概固定后，校正零件的跳动和水平。跳动通过四轴上的四爪卡盘进行调整，水平通过尾部的调整夹具进行调整。

图8夹具整体结构图

图9尾部调整机构图

图10已加工完第一次的零件（左端）

（2）A0角度通过基准块获得（如图11），既首次加工时一平面为A0设定四轴A轴坐标原点，调头过来后再次设定四轴A0坐标原点。确保2次加工的A0为同一平面。校正后取下定位块加工。

图11基准块

6.加工出现的问题已经解决办法：

（1）加工过程中的振动通过减少切削量，固定零件来解决。在程序中修改相应的参数来解决切削量的问题。固定零件通过夹具来保证。同时夹具还具备微调功能以方便校正零件。在卡盘侧安装四爪卡盘以方便校正零件的直线度。

（2）槽误差通过对零件的校正来解决，或者先将机床坐标抬高0.1加工第一条槽看与第一次加工槽的角度是否便宜，如果偏移通过调整机床A轴坐标进行调整后再进行加工

mxan

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