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异形■如何设计异形工件专用夹具？

在产品加工过程中 ， 经常会出现一些不规则的零件 。对于异形零件 ， 应采用专用的夹具才能满足铣削加工的需要 。专用夹具是仅仅适用于某一工件的一道或数道工序的加工而专门设计的夹具 。
关于在生产中如何设计专用的夹具来解决各种类型不规则零件定位夹持的实际问题 ， 从而提高生产效率 ， 本文将提供一些设计思路 。
一、异形工件的定位案例
针对形状特殊、难以装夹定位的异形工件 ， 为满足铣削加工过程中高精度、低磨损、易于安装的要求 ， 提出了一种新型的定位方案 。该定位装置可以有效降低对工件定位面的磨损 ， 保障机床的加工精度 ， 其结构简单 ， 可降低装配、调试人员的劳动强度 。
图1 被加工工件
被加工零件资料
材料：B 级钢
质量：360kg
硬度：137 ～ 208HBW
要求：对6个面进行粗铣加工 。加工后保证粗糙度为50μm ， 1、2 面距离为（ 184 ＋ 10）mm ， 对6面的垂直度为0． 5mm ， 3、4 面距离为（184＋10） mm ， 对5面的垂直度为0． 5mm ， 5面对6面的平行度为0． 5mm 。
分析思路
该工件外形类似于牛角 ， 中间有口字方洞 。根据客户要求 ， 要设计一台专用机床对该工件的1 ～ 6面进行铣削加工 。鉴于工件的不规则形状及毛坯情况 ， 选择A面作为定位基面 。但A面在工件内部 ， 给定位设计带来了困扰：如果工件从机床正上方上料 ， 即A面直接落到定位装置上 ， 则在定位机构设计时既要给工件定位又要避开工件底部横梁 ， 以免发生干涉 ， 导致定位装置设计较繁琐 ， 甚至无法实现；如果工件从机床侧面上料 ， 即将工件从机床的一侧横向推入定位装置上 ， 则工件定位面容易磨损 ， 会影响机床的加工精度 ， 难以满足客户的要求 。
基于以上两点考虑 ， 设计了一种可以摆起的定位装置 。即将工件从机床正上方上料 ， 当确认有料后 ， 定位装置穿过工件的口子方洞摆起 ， 直接给工件A面定位 ， 这样 ， 定位装置既不会与工件干涉 ， 又降低对A面的磨损 ， 并且结构简单 ， 定位可靠 。
图2 定位抬起装置简图（ 工件定位状态）
1－轴承左端盖 2－角接触球轴承 3－轴向定位螺钉
4－回转轴 5－轴承右端盖 6－旋转托板 7－支架
8－定位滚子 9－楔块 10－定位调整钉 11－楔形活塞杆
12－挡铁 13－液压缸 14－回转轴支架 15－支座
二、异形工件车床装夹思路
异形工件的加工方法通常有三种：
四爪卡盘装夹加工异形工件
在车床上使用四爪卡盘装夹工件 ， 然后使用百分表对工件进行单件找正 ， 再进行加工 。
它的缺点很明显 ， 加工过程中 ， 当一个工件的一道工序加工完成后 ， 加工下一个工件的同一道工序还需要重新装夹 ， 再用百分表进行找正 ， 导致加工效率低下 ， 浪费很多的时间 。
用三爪自定心卡盘进行装夹异形工件
使用三爪自定心卡盘进行装夹异形工件 ， 将工件固定在卡盘上后使用百分表找正 。
但因卡爪是同步运行 ， 所以只能根据百分表测量情况在卡爪位置加垫片的方法进行找正（要单独制作标准垫块） 。这会造成工件的加工精度不高 ， 而且该方法只能加工简单的异形工件 。
花盘 进行加工异形工件
使用花盘进行加工 ， 一般比较复杂的工件才会使用花盘装夹工件 ， 而工件的装夹找正方式和四爪卡盘基本相同 ， 但由于工件较复杂 ， 装卡较困难 ， 所以找正的时间会比较长 ， 使得采用花盘加工的效率同样很低 。
而本文介绍了直接用车床上的三爪自定心卡盘进行装夹异形工件 ， 在卡盘上装夹外套和满足异形工件的内套 ， 一次装卡到位 ， 不用找正 ， 从而为批量加工异形工件节约大量时间 ， 提高劳动效率 。文中所提出的采用三爪自定心卡盘上装夹复杂异形工件的夹具（图3 所示） 。
异形■如何设计异形工件专用夹具？


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