基于夹具设计的中心孔加工工艺的创新

何理瑞

(浙江水利水电学院 工程实验实训中心，浙江 杭州 310018)

0 引 言

在机械加工行业中，工艺技术装备是提高生产效率、拓宽机床加工范围的有效手段.有些零部件采用普通方法加工，成本高、效率低，会严重影响生产进度，采用相应的专用夹具，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相对位置，工件的精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定[1].

基于夹具设计的中心孔加工工艺革新，通过夹具的设计运用，改变传统的中心孔加工工艺，使用夹具装夹工件，减少辅助工时，有利于提高劳动生产率.采用夹具后，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本.用夹具装夹工件，方便、快速，可减轻工人的劳动强度.具有较强的人性化效果和达到降低生产成本的目的.

1 传统中心孔加工工艺

1.1 工艺过程

工件装在三爪卡盘上，中心钻装在钻夹头上，首先把车床尾座推到使中心钻接近工件位置，再固定尾座，转动尾座上的进给手轮进行中心孔的加工，工件加工好后把尾座拉到能使工件顺利从三爪卡盘取出的位置，再进行下一件的加工.

1.2 加工特点

加工时，经常推拉车床尾座，工人的劳动强度非常大，又浪费加工时间.不利于企业大批量加工生产.

2 基于夹具设计的中心孔加工工艺

2.1 夹具设计

(1)夹具结构方案[2-4]

①定位元件：根据圆杆中心孔加工的要求，采用V形块作为定位元件.

②夹紧方式：为了方便操作，达到快速加工的目的，对比各种夹紧机构及夹紧方式，采用螺旋夹紧机构.

(2)夹具结构[5、6]

根据中心孔加工的要求，夹具由夹紧装置和中心高度调整装置组成,夹紧装置由夹紧手柄和宽V型块组成.中心高度调整装置由中心高度调整手轮和燕尾槽滑轨组成(见图1).

图1 夹具结构图①夹紧手柄 ②中心高度调整手轮 ③工件装夹位置④燕尾槽导轨调整螺钉 ⑤夹具装夹部位

(3)夹具使用方法

①夹具的安装

夹具装夹部位安装在车床刀架上.

②夹具的调整

通过调整三颗燕尾槽导轨调整螺钉，调整夹具燕尾槽导轨的间隙，使相互间的运动顺畅.

③工件中心高度调整

根据工件的直径，利用中心高度调整手轮及车床横向进给手轮调整好工件的中心高度.通过一次中心调整后可以批量加工中心孔.

2.2 工艺过程

工件装在专用夹具上，中心钻装在三爪卡盘上，把溜板箱停留在靠近三爪卡盘位置，转动溜板箱上的进给手轮进行加工.工件加工好后直接从夹具上取下，装夹下一件，进行加工.

2.3 加工特点

避免推拉笨重的车床尾座，利用车床纵向进给手轮进行工件的进给，减轻了操作者的劳动强度，减少了工件加工过程的时间.

3 工艺性能比较

3.1 加工测试对比

经过工人实际生产验证，传统中心孔加工方式与基于夹具的中心孔加工方式环比生产率了提高了40%.这2种加工工艺性能测试对比(见表1).

表1 测试对比表

经过测试，可以看出加工速度与效率大大提高了.

3.2 企业效益盈利计算

根据测试情况，传统加工工艺，单件加工时间：20/20=1 min，

专用夹具加工工艺，单件加工时间：12/20=0.6 min，

一般一个熟练工人每天可以加工300个工件，加工时间：300×1=300min，

同样，加工300个工件，新工艺只需要180 min，节省了120 min，根据当地工时费用，企业粗加工工人小时工资一般为25元，则同样加工300个零件企业在工时费用支付上，少花50元/人/d，以20人的小企业算，每月减少开支20×50×30=3万元.

3.3 结 论

经过多次测试加工和实际应用的效果说明，革新后的中心孔加工工艺可以降低生产成本，提高生产效率，减轻工人劳动强度.此夹具，能充分解决夹具的安装定位问题，可以作为车床附件配置，具有推广应用价值.

4 结 语

在机械加工企业中，工艺技术水平始终和关键技术紧密联系在一起.进行工艺革新，提高工艺水平，降低生产成本，提高生产效率，从而使企业在竞争日益激烈的市场环境中取得一席之地，达到预期的经济效益和市场份额.

参考文献：

[1] 牛向辉，马学鹏.谈谈从工艺革新入手降低生产成本[J].建设机械技术与管理，2002(2)：30.

[2] 曾 忠，曹志全，李文新.圆弧车刀刃磨的专用夹具设计[J].组合机床与自动化加工技术，2004(4)：19.

[3] 郭 炜，孙维连，杨钰瑛，等.快速偏心夹具的设计与应用[J]机械设计与制造，2007(11)：203-205.

[4] 李 青.机床夹具的设计[J].机械工程与自动化，2004，127(6)：99-101.

[5] 龚定安，赵孝昶，高 化.机床夹具设计[M].西安：西安交通大学出版社，2000.

[6] 王光斗，王春福.机床夹具设计手册[M].上海：上海科学技术出版社，2000.