一体车削组合夹具的制作探讨与实践

代金凤

摘要：根据加工零件滚筒的尺寸，现有车床Cw6163B可装夹直径为630mm的工件，满足了滚筒的装夹需要，给进一步加工奠定了一个基础。由于车床自身结构问题，也只能完成滚筒端面的加工，中拖板不能到达滚筒的外圆车削部位，无法完成两大外径φ580mm、小径φ350mm和大跨度的加工。这种情况下，需要制作一体车削组合夹具，来完成滚筒的加工。夹具的制作要本着制造简单、成本低、强度大和几何精度好的原则进行。

关键词：夹具制作;使用;优势

1. 引言

由于实训车间接到一批滚筒零件的加工，外圆加工大径为φ580mm，小径为φ350mm，两大径跨度为286mm，两直径之差为230mm，单侧深度为165mm，而现有车床Cw6163B满足不了所有加工面的需要。要想利用现有设备完成这批滚筒零件的加工，需要制作一体车削组合夹具，从而保证了质量，提高效益，节省成本，扩大了车床的使用范围。

2. 一体车削组合夹具的制作思路

根据加工零件滚筒的尺寸，现有车床Cw6163B可装夹直径为630mm的工件，满足了滚筒的装夹需要，给进一步加工奠定了一个基础。由于车床自身结构问题，也只能完成滚筒端面的加工，中拖板不能到达滚筒的外圆车削部位，无法完成两大外径φ580mm、小径φ350mm和大跨度的加工。这种情况下，需要制作一体车削组合夹具，来完成滚筒的加工。车削组合夹具（以下简称夹具）的制作要本着制造简单、成本低、强度大和几何精度好的原则进行。

3.夹具的制作过程

夹具的设计主要包括三个部分，切削、夹头和夹柄部分。切削部分主要承担切削加工任务;夹头部分主要承担夹紧切削刀具的作用;夹柄部分主要对夹具起支撑和装夹作用。

3.1夹具选材

首先选择两把普通车床常用的可转位机夹车刀，一把为90°右偏刀，另一把为90°左偏刀（机夹刀块用内孔刀），形成夹具的切削部分;夹具的夹柄和夹头部分采用45号钢来制作，需要车、铣、钻、钳和焊接等工序来完成。

3.2夹具切削部分的制作

把机夹可转位90°右偏刀和左偏刀的刀柄部分锯掉50mm即可。注意把锯口毛刺清理干净，以免制作使用夹具过程中刮伤人。

3.3夹具夹柄部分的制作

夹柄制作重点是考虑刀具的强度。Cw6163B车床刀台装夹的最大尺寸为50mm，所以选择圆钢料为φ70mm的45#钢，确保铣出的扁为50mm，来获得夹具的最大强度。

夹柄的制作步骤：

①下料为45号圆钢φ70mm×402mm一根;

②CA6140A车床平头取长为400mm;

③选择X5040铣床，平口钳装夹铣厚度尺寸为63mm的通长面;

④以铣好的通长面为底面基准铣51mm×260mm;

⑤装夹铣好的两侧面，铣62mm×260mm;

⑥以刚铣好的面作为底面基准，铣50mm×260mm，完成四面的铣削，夹柄制作完成。

3.4夹头的制作

夾头的制作首先考虑的是夹头既能装夹车削刀具，也要保证夹头的强度，所以加工夹头时两装夹刀具的中间位置留有5mm左右的加强筋，确保在装夹刀具的过程中夹头不变形.

夹头的制作步骤：

① 下料为45号圆钢φ90mm×102mm一根。

②CA6140A车床平头取长为100mm。

③选择X5040铣床，平口钳装夹先铣基准面，厚度尺寸为73mm的通长面;以刚铣好的面作为底面基准铣57mm厚通长面。

④装夹57mm两侧面，粗铣厚度为73mm通长面;以73mm面为基准面，铣厚度50mm通长面，完成四面铣削。

⑤装夹50mm两侧面，采用φ26立铣刀，铣26×23.5×75槽;工件180°装夹，铣26×23.5×75同样的槽。

⑥按图样要求铣四处C10坡口。

⑦高度尺划线。以50mm厚的上面为基准，向下移动12mm划线;翻转工件，高度尺不动，再划线，完成纵向划线。

⑧以57mm厚度铣槽部位端面为基准放平，高度尺以上端面为基准向下移88mm划线;高度尺向上移动45mm划线。

⑨在划线的十字交叉处，打样冲眼。

⑩钻φ10.25通孔，攻M12螺纹。

3.5夹头和夹柄的组合焊接

组焊注意事项：刀柄的通长面与夹头坡口位置贴合进行焊接。夹柄水平摆放，用宽座角尺先与夹头垂直找正再进行焊接，保证夹头和夹柄垂直，确保夹具焊接后的水平度和垂直度。

3.6夹具的调质

为了保证夹具有足够的强度，焊接后需要对组焊后的夹具进行调质处理。调质处理后，夹头部分的螺栓孔会发生轻微的变形，所以再用M12丝锥把螺栓孔再攻一次，确保紧固螺栓旋转畅通。

3.7 制作完成的夹具

制作完成的夹具可在装夹右偏刀和左偏刀的位置，任意更换刀具，包括可转位车刀或者焊接车刀，来完成不同工件、不同部位的加工，使制作的夹具发挥更大的作用。

4. 夹具的实际应用

完成滚筒小径左端部分和台阶面的车削;可完成滚筒小径右端部分和台阶面的车削;可完成滚筒小径与大径台阶面的清角车削。

5. 夹具实际应用的优势

制作后的夹具车削平稳，并可在一次装夹内完成滚筒的所有外径表面和台阶面加工，保证了各外径同轴度和外径与台阶面的垂直度要求，保证了滚筒的加工质量。夹具的制作在最短的时间内完成了滚筒的加工，缩短了加工时间，提高了工作效率，免去了再进设备的费用或是外委加工的额外成本，从而降低了滚筒加工成本，提高了经济效益，完成了Cw6163B车床不能加工的零件，从而扩大了车床的加工范围。

6. 夹具的进一步改进

虽然夹具拥有诸多的优点，解决了滚筒加工疑难问题，但是夹具还可以做进一步的改进，来扩大夹具更大的使用范围。经过计算，如果把夹头的前面拉筋部分再铣掉20mm之后，不但不影响夹具的强度，而且增加了夹具装夹刀具的数量和方向，可以更广泛的用在其他疑难零件的加工上。

7. 夹具制造的深远意义

我校的车工实训场地是集教学和生产相结合的场地，此夹具的自主研发制作，保证了零件的加工质量，提高了生产效率，降低了生产成本，扩大了车床的使用范围，成功地打开了学生的视野，增长了学生的见识，使学生切身感受到自主研发带来的无比优势，为此项技术推向社会增加了一个渠道，为社会培养高技能人才做出了贡献。

参考文献

[1]《车工工艺与技能训练》.ISBN 978-7-50745-6547-1，朱勤惠.

[2]裴建军. 浅谈数控车工技术[J]. 技术与市场，2017，24（03）：130.

（大庆技师学院 黑龙江 大庆 163000）