连臂零件工装夹具设计

摘 要：连臂零件由于外形不规则，给加工带来非常大的困难，文章以CA6140车床为例，对连臂零件的工装夹具进行设计分析，从零件图分析、工艺分析、夹具设计等几个方面进行论述。

关键词：连臂零件；零件图分析；工艺分析；夹具设计

工装是工艺装备的简称，工艺装备就是将零件加工至设计图样要求，所必须具备的基本加工条件和手段。工艺装备包含加工设备（标准、专用和非标准设备）、夹具、模具、量具、刀具和工具等。进行工装夹具的设计，能够使得零件迅速而准确地放置于夹具中的确定位置，通过夹具的精确定位，从而保证零件的加工质量满足要求，这就是夹具在生产中得到广泛运用的主要原因。

1 零件图分析（如图1所示）

1.1 零件结构分析

该零件上下各有一个内孔及两端面需要加工，R15由铸造形成，不需要加工，M12需要加工，其余的外部轮廓及肋板，均由铸造形成。

1.2 加工难点分析

由于两孔中心距为100，如果两孔都放在车床上加工，零件旋转后的离心力非常大，加工非常困难，并且加工效率不高。综合机床的加工特点，最佳的加工方案是把φ42大孔及两端面放在车床上加工，将φ18小孔及两端面放在数控铣床上加工，M12及φ14孔放在铣床上进行钻孔后攻丝。

2 加工工艺分析

毛坯材料为球墨铸铁，材料硬度不高，加工相对容易。刀具选择：45°端面车刀、φ10.2、φ14、φ16、φ38麻花钻、内孔车刀、φ12立铣刀、面铣刀和丝锥等。

车削内孔的切削用量为：粗加工内孔320r/min，精加工560r/min，进给量粗加工内孔0.26mm/r，精加工0.1mm/r。零件的工艺卡片如表1所示。

3 夹具设计

由于右端大端面及φ42内孔的加工不需要使用夹具，唯独左端大端面在加工时无法装夹，需要设计专用夹具，可采用涨力心轴对φ42内孔进行定位和固定。

3.1 对夹具良好工艺性的基本要求

（1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。（2）各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。（3）便于夹具的维护和修理。

3.2 夹具介绍

零件左端大端面在加工时所采用的夹具示意图，如图2所示。是一种装夹套类零件的方法，在装夹时，零件的φ42内孔安装在心轴上。这种装夹方法的特点：操作简便、快速。能够保证加工后的零件具有较高的同轴度。

图3基准轴的φ40是三爪卡盘的夹持表面，φ33外圆的作用主要是为了安装薄壁套。薄壁套在距离右端20mm处被切割为3个扇形形状的开口套，这样更容易产生径向变形，增加了心轴与零件孔的接触面积，保证对零件有很牢固的涨紧力。当零件装到心轴上，通过产生微量径向尺寸变化的方法将零件固定后进行加工，其径向尺寸的变化是靠旋进特制的六角锥面螺钉紧固，其锥面迫使心轴产生尺寸变化，将零件涨紧。涨力心轴的作用长度是做出限制的，以保证加工大端面时刀具不碰到心轴。

4 结束语

通过文章设计的工装夹具，在加工连臂零件时解决了之前无法装夹的问题，可以更快捷的装夹零件，缩短了装夹零件的时间，并且可以解决两端面之间的平行度要求。这对于同类产品的成产具有一定的指导价值，加工效率有很大的提高，节省了生产的成本。

参考文献

[1]机械工业技师考评培训教材评审委员会.车工技师培训教材[M].北京：机械工业出版社，2001，4.

[2]朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010，2.