联轴器加工夹具设计与制作

摘要：机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。本文论述了联轴器加工夹具的设计思路，根据分度原理，分析了夹具设计与制作的工艺，只要掌握夹具设计原则，合理地安排工艺，是可以制作成结构合理、定位可靠、经济实用的夹具。

关键词:联轴器;设计;夹具

中图分类号：TH13文献标识码：A

在机械制造工业中，对机床夹具的改进、研制和开发，是作为提高生产效率和经济效益的一门重要的研究课题；我们在实践中要把加工工艺、夹具设计综合地加以运用，进而得到巩固、加深和发展，培养学生分析和解决生产实际问题的能力，从而提高学生的综合动手能力。

在与企业合作的加工中，有2000件联轴器需要完成，通过认真分析零件图（附图：LZQ06A），及考虑到批量生产，问题是：⑴要完成6―φ32孔的加工,现有的车床夹具（三爪卡盘）无法直接装夹完成；⑵如采用分度头装夹在钻床或铣床上完成6―φ32孔的加工,夹具定位的辅助时间长,生产效率低。为了完成这批工件，我们尝试设计一套专用夹具，来完成对联轴器的加工。

一、联轴器的技术分析

1、本次加工的联轴器是弹性联轴器的一种，作用于两同心轴的联接转动，具有较大的补偿两轴相对偏移、减震、缓冲等性能的联轴器。

2、尺寸精度要求较高

⑴φ40孔的尺寸精度为，下偏差为0，上偏差为+0.034，表面粗糙度为Ra1.6;

⑵φ120与φ68相交端面处,相隔有1.5长的锥度,公差为上下偏差±0.05；

⑶φ32联接孔之间的中心距145,允许上下偏差为±0.10;

3、有一定的形位公差要求

⑴φ60的端面相对于φ40孔的轴线垂直度 要求为0.05;

⑵6―φ32孔要求均布,分度⌒要求上下偏差为±0.08;

二、联轴器加工夹具的设计原理

针对该联轴器主要要完成6-φ32、6-φ18孔的加工，6个孔要圆周均布，一般会采用分度头或定位销式花盘进行加工。

1． 利用分度头不利加工，每个等分都要用分度头进行手摇操作，重复使用时，在分度时容易出现摇多摇少的错误，且加工效率低，工作量大；

2． 利用定位销式花盘不利加工，如采用φ18孔作为定位孔，加工时采用钻削完成，尺寸误差较大，造成定位精度也低，如依次按孔顺延加工，分度的累积误差将更大；

3.采用分度式夹具的设想

⑴遵循夹具制作的原则：能保证工件的加工要求；能提高生产率；制作简单，维护方便；夹具制作成本较低；

⑵仍要利用分度头的分度原理，把夹具的定位面进行等分；

⑶利用联轴器中与φ32孔同一分度圆的2-M8螺孔当作定位点，既在2-M8的螺孔上配一M8的内六角螺钉，利用该螺钉的螺钉头在12等分的定位分度座上进行分度定位。

4．通过内六角螺钉、定位销对定位分度座在定位盘上夹紧定位，用心轴、螺母对工件进行夹紧定位，用开口垫圈作快速装拆；

三、联轴器加工夹具的制作及装配

1．定位盘

⑴该配件(附图:LZQ06-01)的主要作用：作为整套夹具的底座，不仅起到保证固定位分度座和平衡块的作用，在与车床法兰盘联接后还保证了回转精度；并对定位分度座进行了定位，保证了φ145±0.10的尺寸;

⑵定位盘的加工及技术分析

①选用A3钢板作为材料;

②粗车毛坯后,先完成φD206处内径尺寸加工,根据IT7级车床加工精度，允许与车床法兰盘配合间隙要达到φ0.04～φ0.08;

③完成3-M12螺孔,用于联接紧固车床法兰盘;

④为了减少保证回转精度，加工中将把该配件直接与CA6140B的法兰盘联接,校正后要求径向跳动≤0.055，端面跳动≤0.060，直接在车床上完成端面(定位面)的加工,保证平行度0.02。

⑤完成φ165±0.02、定位槽20的加工，该槽主要是用于与分度盘底部的定位轴定位紧固联结，以保证偏心距，完成联轴器中φ145±0.10的加工；

⑥划线、钻孔，完成8-M10螺孔，该螺孔主要用于紧固安装分度盘和平衡块。

2.定位分度座

⑴该配件(附图:LZQ06-02)的主要作用：该件与定位盘联接，利用该配件底部的φ20轴与定位盘中槽20配合定位；该件上的12等分起分度作用，心轴φ40与联轴器φ40内孔配合起定位作用;

⑵定位分度座的加工及技术分析

①选用45号钢型材加工，粗车后调质处理至HB220～260;

②精车完成φ20定位轴及端面；

③夹持φ20外圆，通过百分表校正夹紧，精车完成φ40心轴，φ155端面，保证φ20外圆和φ155端面相对φ40心轴外圆的跳动≤0.04；如跳动＞0.04,则会影响到联轴器定位精度。

④完成分度定位面的加工,利用分度头装夹在铣床（X5032B）进行粗铣,然后在数控铣床（YL163K3）上进行精铣,保证定位分度座12等分±0.015要求,分度座中的定位槽14±0.02到尺寸要求,该槽将配M8内六角螺钉进行定位;(原理: 要完成加工联轴器的联接孔为6等分,而与联接孔同一分度圆的2个工艺螺丝孔,刚好与之相错开30°,因此根据360°/30°=12,把定位分度座均加工成12等分);

⑤完成M16螺孔加工,用于与M16螺栓配合,起紧固联轴器的作用；

⑥划线，钻削完成4-φ12孔，该孔用于与定位盘紧固配合用；

3.其它附件

⑴定位螺钉：采用M8内六角螺钉加工完成，把该螺钉的螺钉头磨削至φ14±0.01×6，作用于与分度盘中的定位槽14±0.02作间隙配合，起分度限位作用；

⑵平衡块：150×100×55，选用A3材料制造，采用刨削完成；

4．夹具装配的工艺分析(附图:LZQ06-00)

⑴装配过程

车床上完成定位盘的加工 定位盘与车床法兰盘装配定位分度座与定位盘装配套 校正 定位销定位 平衡块与定位盘装配；

⑵工件定位的保证及夹紧力分析

①定位分度座与定位盘紧固联接时，要保证尺寸72.5±0.05(该尺寸主要通过加工定位盘φ165±0.02、定位槽20 配装定位分度座的定位轴φ20完成)；

②定位分度座中任选一槽位与定位盘回转中心重合，既要与工件加工中心重合,该处定位通过划线找正来完成。

⑶6-φ32孔均布分度的允许加工误差为:

G≤δk-D-A

≤δk-（δD+δd+min）-A

≤0.16-0.06-0.08

≤0.02

⑷该套夹具通过心轴限制了Z、Y轴的移动，Z轴的转动三个自由度；M16螺栓限制了X轴的移动一个自由度；分度盘限制了Y轴的转动一个自由度；属不完全定位，符合定位要求；

四、使用效果

1．该夹具的定位分度座制作成12等分，增加了加工范围，当有联轴器与该批都是同一型号（分度圆相同）、内径相同时，该夹具可完成6、4、3、2等分的加工；

2、该夹具制作过程不复杂，周期短，成本较低（完成该套夹具的制作成本约500元人民币）；

3、经过试车，能保证图纸要求的尺寸及形位精度；

4、工件装拆方便，定位稳定，分度操作简易，提高了生产率；

五、结束语

夹具的设计与制作，需要我们充分的理论结合实践，既要讲原则，也要灵活运用，明确设计任务，认真分析零件图，掌握工件的机械加工工艺规程，前后工序的联系；了解加工的要求、余量、定位基准、夹紧表面等各方面的资料。实践证明，只要不断学习、勇于创新，是可以设计制作出既经济合理又能保证加工质量的夹具，解决实际问题。

参考文献

[1]黄如林，汪群.金属加工工艺及工装设计[M].北京:化工工业出版社 2006.

[2]劳动部.机床夹具[M].北京：中国劳动出版社，1989.

[3]机械工业技师考评培训教材编审委员会编.车工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社，2003.

[4]胡农，刘继福，邱言龙.车工技师手册[M].北京：机械工业出版社 2000.