锥面铣槽定位夹具设计和应用

1 / 5 锥面铣槽定位夹具设计和应用 锥面铣槽定位夹具设计和应用 刘娟桂 摘 要：本文介绍根据零件的结构形状、工艺特点，设计的一套在圆锥面上加工键槽的夹具。夹具结构简单，加工容易，并能保证零件的加工精度，生产效率高。 关键词：圆锥面 键槽 夹具 待加工零件如图 1 所示，材料为 45 号钢，为中小批量生产。经工艺分析，该零件的主要加工难度是要在圆锥面上利用数控铣床加工出一个长 20mm 宽 8mm 深 5mm 的键槽。加工这一键槽如果没有相应的辅助夹具，无法直接加工，不能满足批 量生产的需要。因此，笔者自行设计了一套锥面铣槽定位夹具，并用于生产，取得了预期的效果。 1.工艺性分析 零件毛坯大小为直径 68mm、长为 36mm 的圆柱体，2 / 5 材质为 45 号钢。其中上半部分为圆锥形，如图 2 所示。16mm、 10mm 孔已经在前道工序完成加工，笔者主要探讨通过专用夹具设计，准确、快速地完成零件圆锥面上 U 形键槽的铣削加工。 2.夹具设计构想 由于是在锥面上加工键槽，需要设计出一套加工该键槽的专用夹具。零件以前道工序加工的 16mm 孔为中心定位， 在此处装上 16mm 的心轴（采用过渡配合，无间隙），与底座连成一体，这样可以限制零件沿夹具锥面上下滑动的自由度。 16mm 孔、 10mm 孔与键槽之间都有位置关系，为了确保在加工键槽时，零件不产生位移，我们以 16mm 孔定位，但是如果直接用压板将零件压紧在夹具体上，每次装夹更换零件的时候比较麻烦，而且加工过程中刀具会与夹具螺钉产生干涉。因此，针对这种情况，我们直接通过 10mm孔定位，装上 M8 的固定螺钉，使零件与底座紧固在一起，限制零件沿夹具锥面垂直方向的自由度，这样不但能保证加工精度，而且装夹和拆卸方便。 3.夹具的设计装配图 3 / 5 夹具由底座、心轴、紧定螺钉等组成。 (职教论文 )底座材料采用 45 号钢（见图 2）。为了方便整套夹具安装固定在工作台上，在底座的顶部两侧开两条压板槽如图 3所示。在工件顶部直接通过 10mm 的通孔，装上 M8 的固定螺钉，使零件与底座紧固在一起，限制了零件沿夹具锥面垂直方向的自由度。这样不但能保证加工精度，而且装夹和拆卸方便，减小了在加工过程中由于受铣削垂直方向作用力而产生的振动。 二、夹具的加工 夹具的加工工序如下（参考图 3）。 第一步：粗、精铣夹具底座其中一个面，作为夹具的下底面； 第二步：以精铣后的下底面为基准，粗、精铣夹具底座上表面和两个压板槽； 第三步：粗、精铣夹具两侧面方槽（保证与固定块配合松紧适中，无松动间隙），并粗、精加工方槽和螺钉 1、 2的螺钉孔； 4 / 5 第四步：粗、精铣削固定板，粗、精加工固定板上的3 个 M8 螺钉孔（用丝锥攻）； 第五步：粗、精加工固定螺钉，螺钉上半部分用板牙套 M8 螺纹，下半部分为 6mm 的光杆（形状类似于车床刀架上的压紧螺钉）。 三、 夹具的应用和零件的加工 圆锥面上 U 形键槽的铣削加工的工艺过程如下。 第一步：将底座 4 校准后用压板、螺钉将其固定在机床工作台上； 第二步：将零件 3 配合心轴，再装上紧固螺钉 5、 6将零件压紧（装配后见图 3）； 第三步：粗、精加工 U