近年來，随着工業的發展，機械自動化程度不斷在提高，标準件大批量生産都有想配套的設備和較為成熟的工藝，相對的非标異型件對單件和小批量生産還是可以采用四爪卡盤進行裝夾，但車削加工有一定難度。實際生産中如果遇上大批量生産的零件，則需要采取一些相應的技術措施，如設計專用夾具、改進刀具和加工方法等解決生産中遇到的問題，使其在批量生産中發揮最大的作用。

一、異形件工藝分析

異形件如圖1所示，材料選擇為黃銅（HMn58－2），中批量生産。工序主要在車床加工，要求有：φ23.5mm内孔，倒角C2，總長223.5±0.5mm，并保證φ23.5mm的内孔與φ40的孔同軸度0.25。其餘表面均在上道序加工完畢，總長有4mm餘量。先使用的設備為CA6140普通車床。

圖1 異形件圖

二、車床專用夾具使用分析

圖2 夾具體

在CA6140普通車床上加工，利用專用夾具（如圖2所示）進行裝夾以提高效率。加工工序是夾具闆安裝在四爪卡盤上，并校正，然後将工件大面貼在夾具闆上，然後分别用兩組M12螺栓和M12的螺母通過工件上φ12.5的孔，将工件連接并夾緊在夾具闆上。其加工走刀路線如圖3所示。

圖3 加工走刀路線圖

三、存在問題分析

在産品改進前按照上述方案加工，經批量加工後發現兩個問題：

（1）φ23.5mm的内孔與φ40的孔同軸度無法保證。這裡所使用的夾具形狀為闆塊狀，安裝時将工件的大側面貼在夾具闆上，下側面有兩顆M6的螺栓定位，左側面有一顆M6螺釘定位。從定位原理上分析，這套夾具構成六點定位原理，限制工件的六個自由度。先分析工件在夾具中的定位誤差，由圖一可知，φ23.5的内孔的工藝基準為φ40的外圓，因此定位中就産生了基準不重合誤差，如圖4所示。

圖4 定位誤差分析

以大側面定位時，夾具的定位基準在大側面上，與φ40的外圓的軸心線存在尺寸公差問題，△d1＝（12.15－11.85）／2＝0.15mm，同理，以下側面定位過程中也存在着同樣的問題，△d2＝（90.2－89.8）／2＝0.2mm，T1和T2将會被代入本工序中來。

根據定位誤差的使用要求，一般的有公式：△d≤（1／5～1／3）*T （T為工序公差）就是同軸度0．25mm，則△d≤（1／5～1／3）*0．25＝0.05mm～0.083mm，也就是說△d最大隻能在0.083mm，而本列中僅△d1＝0.15mm這一項就大大超過使用要求，并且在沒有分析夾具安裝誤差、夾具的對定誤差、加工過程誤差，所以說在加工過程中同軸度要求将無法批量保證。

（2）加工效率較低，零件車加工時，端面車兩刀至尺寸用時25s，因内孔尺寸公差較大，有0.16mm，可以用φ23．5的鑽頭一次打出，用時20s。倒角C2，用時8s。工件采用兩顆M12的螺栓手工連接并緊固，用時較長50s，那麼單件總用時1分43秒，可以說裝夾時間占加工用時一半時間，而且勞動強度大，故加工效率低，每班隻能生産200件左右。

四、設備、夾具的工藝改進

以上兩個問題有一個共同點，都與夾具的設計結構有關，因工件在夾具中的定位誤差超差造成同軸度不能批量保證，因夾緊采用手工螺旋夾緊而用時較長，造成加工效率低。為了解決上述兩個問題，需要對夾具的結構進行改造，并采用了一套新的加工方案，如圖5所示。

夾具方面采用了長卡爪直接夾在工件φ40的外圓上，又采用了液壓卡盤，實現自動夾緊、松開。設備方面更換成CK6140型數控車床。

圖5 夾具改進圖

較之普通車床，采用數控車床有以下的優點：

（1）加工對象的适應性強；

（2）加工精度高；

（3）生産效率高，勞動強度低；

（4）自動化程度高；

（5）良好的經濟效益；

（6）有利于生産管理的現代化；

（7）完全适應中小批量加工。

改進後，因長卡爪直接夾在工件的外圓上，定位基準和工藝基準重合，那麼基準不重合誤差為零，所以同軸度可以批量保證。

數控車床搭配液壓卡盤使裝夾實現全自動化，也使之減小了裝夾時間，由原來的50S減少到15S。

這裡要注意的是，鑽頭也可以裝夾在刀架上，給鑽頭做一個夾具（如圖6所示），加工過程中刀架自動走刀。走刀時間由原來的53s減少到40s，這樣加起來也就55s，單件加工比原來減少到47s，約一倍時間。至此，每班生産件數由原來的200件提高到350件左右，這樣使上文的兩個問題都能得到解決。

圖6 鑽頭夾具

在數控車上進行上述零件的加工，不僅自動化程度更高，而且夾具的作用也得到更加充分的發揮。對于加工複雜的異形零件，所采用的夾具和加工方案，也都是在加工過程中不斷摸索。

來源：夾具俠

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