复杂零件磨削工艺中的夹具应用

在多种复杂零件的磨削中，常要使用磨床夹具和检测夹具，以满足零件的加工精度要求。这两种夹具，有各自不同的用途。

1.磨床夹具的使用示例

（1）磨偏心凸轮的心轴如图2-17所示的偏心凸轮零件，生产类型为成批生产。磨削工艺分析见表2-6，零件在磨φ35^+0.025₀mm内孔后，用心轴装夹磨φ80⁰_0.019mm外圆及槽端平面。偏心心轴的结构如图2-18所示。工件在心轴上完全定位。心轴的中心孔偏心距设计尺寸为（8±0.01）mm，定位面设计尺寸为φ35^-0.005_-0.008mm。心轴安装在两顶尖间使用。

图2-17 偏心凸轮

表2-6 磨削工艺分析表

（2）磨连杆内孔的夹具 图2-19所示为拖拉机发动机的连杆，其中φ48^+0.045_+0.030mm内孔已加工，需使用夹具装夹磨削φ91^+0.021₀mm内孔，以保证孔的中心距尺寸（330±0.05）mm和平行度公差0.04mm要求。

图2-20所示磨连杆内孔的夹具。工件以φ48^+0.045_+0.030mm内孔及其端面为基准在定位销3、支承板1上定位。φ91^+0.021₀mm内孔已经过车削加工，为了保持加工余量均匀，采用以φ91^+0.021₀mm内孔本身自为基准，用插销7预定位。工件用螺旋压板6夹紧。为了减小夹具不平衡所导致的离心力对加工的影响，夹具采用平衡块5作静平衡。

夹具用过渡盘4与磨床头架主轴连接。

图2-18 偏心心轴

图2-19 拖拉机连杆

（3）磨薄壁套内孔的夹具 图2-21所示为磨薄壁套内孔的夹具。这种夹具为气动夹具，结构较复杂。夹具是利用弹性套筒的锥面受力时的弹性变形来实现自动定心夹紧。夹具的定位精度很高。夹紧时，由气缸活塞经气动拉杆螺钉1、拉环5、弹性套筒4将工件定心夹紧。定位盘6为工件轴向定位元件。

图2-20 磨连杆内孔的夹具

1—支承板 2—夹具体 3—定位销 4—过渡盘 5—平衡块 6—螺旋压板 7—插销

图2-21 磨薄壁套内孔的夹具

1—气动拉杆螺钉 2—过渡盘 3—夹具壳体 4—弹性套筒 5—拉环 6—定位盘

夹具用过渡盘2与磨床头架主轴连接。气动夹具有很高的劳动生产率。

（4）电磁夹具 图2-22所示为电磁夹具，可用来磨削镶条等平面零件。夹具使用时，根据正弦原理使工作台7倾斜，以磨削工件的斜面。工作台可在两个方向上倾斜角度。顺时针转动转轴1，可使凸轮2顶起电磁工作台的垫板3，以使工作台在长度方向的倾斜；转动转轴4，通过凸轮5将电磁工作台顶起，则可使工作台在宽度方向倾斜。

图2-22 电磁夹具

1、4—转轴 2、5—凸轮 3—垫板 6—底座 7—电磁工作台(www.xing528.com)

（5）刃磨铣刀片的成组夹具 图2-23所示为刃磨铣刀刀片的成组夹具。用支承板5及定位销7将刀片定位，再用偏心轮2和压板1夹紧。如图2-23b所示的定位组件可更换，将其安装在夹具的夹具体3上，并用圆柱销6相对定位，最后由螺钉紧固。可按加工铣刀片的角度需要，成组设计更换的定位组件。

图2-23 刃磨铣刀片成组夹具

1—压板 2—偏心轮 3—夹具体 4—定位键 5—支承板 6—圆柱销 7—定位销

成组夹具是按相似性原理设计的夹具，它主要由基体部分、可调整和更换的部分组成。成组夹具的特点是工艺以及工件的装夹方法的相似，故在一个夹具上可装夹多种相似的零件（零件族），进行成组加工。

（6）磨齿轮孔夹具 图2-24所示为磨削螺旋齿圆锥齿轮内孔的夹具。工件的定位面是螺旋圆锥齿，定位相当困难。夹具用六个定位圆锥销定位，由于定位点较多，故要求工件齿面有较高的精度。夹紧时由拉杆4通过拉板2带动三个压板3将工件夹紧。当工件加工完成后，使拉杆右移，三个压板3上各带有一个滚轮5并装有拉簧6，故在空位盘斜面的作用下，压板径向张开，从而可方便地取下工件。夹具采用气动夹紧。

图2-25所示为磨齿轮内孔夹具。工件是直齿圆锥齿轮，夹具用五个钢球1定位。由螺母2经过导套3、压板4将工件夹紧。由于导套3开有人字形槽，且压板也制成人字形，故可以快速装卸工件。加工完毕，松开螺母2，弹簧5使导套后退，再将压板转60°，使压板人字形与导套人字形槽对齐，即可把压板连同工件一起取出。

图2-24 磨削螺旋齿圆锥齿轮内孔夹具

1—定位圆锥销 2—拉板 3—压板 4—拉杆 5—滚轮 6—拉簧

图2-25 磨齿轮内孔夹具

1—钢球 2—螺母 3—导套 4—压板 5—弹簧

齿轮的定位基准为分度圆，夹具的定位点要接触在齿轮齿面的分度圆上，以保证内孔的同轴度加工要求。

（7）磨床可调夹具 图2-26所示为锥柄式磨偏心卡盘，是一种磨削偏心工件的可调整式卡盘，可调偏心量为0～20mm。操作时，先根据工件的偏心量e，按公式sinα=e/2E（E为偏心夹具的偏心量）计算卡盘4相对锥柄1的转角α，然后松开螺母2使卡盘转动α角，再拧紧螺母即可加工。

图2-26 锥柄式磨偏心卡盘

1—锥柄 2—螺母 3—T型螺栓 4—卡盘

夹具采用小型卡盘，结构简单，调整方便。

2.检测夹具的使用示例

许多复杂零件的精度检验可使用专用检测夹具。检测夹具主要由定位元件和测量装置组成。如图2-27a所示检测夹具用于测量套类零件内沟槽的直径尺寸。检具主要由指示表1、测杆2、心轴体4、钢球5、杠杆6、按钮7等组成。测量时，按下按钮7使心轴体4推入工件孔中，由测杆2经杠杆6、指示表1可获得槽的深度尺寸，然后用比较法求得槽的直径尺寸。

如图2-27b所示的检测夹具用于套类零件精度的综合测量。检测夹具的定位元件是支承8、心轴9。转动工件可测量套的径向圆跳动、轴向圆跳动两项精度。

图2-27 检测夹具

1—指示表 2—测杆 3—压紧螺母 4—心轴体 5—钢球 6—杠杆 7—按钮 8—支承 9—心轴