這裡有一個凸輪夾具方案邀請你加入討論

這是一場關於凸輪夾具方案的討論，先是方案的細節，再來看用戶們的討論。反正小編我是覺得夾具群內藏龍臥虎，方案上沒解決的，已經在改進的，甚至是已經優化過的，大家都一一給與指點，方案的提供者和大家都覺得收穫滿滿。

一、項目條件介紹

1.工件圖紙如圖1，實物照片如圖2

圖1

圖2

2.客戶目前加工工藝

毛坯狀態為同精加工外形相似的板料，厚度及各輪廓方向留餘量。

①、粗磨A、B兩基準面。

②、以A面平放於搖臂鑽床，用鑽模導向鑽、鉸φ12孔，鑽φ10孔。

③、以φ12孔及φ10孔、A面定位，搖臂鑽鑽中間φ65孔至φ50。

④、以φ12孔及φ10孔、A面定位，車床粗車中間φ65孔至φ64.6。

⑤、整體熱處理，硬度HRC55-60。

⑥、精磨A、B兩基準面。

⑦、磨床以A面為基準，以φ64.6的孔打表自找正，磨內孔至φ65 +0.02/0，內孔同心度校正誤差0-0.1（工件熱處理變形及工人打表誤差）。

⑧、A基準面平放，搖臂鑽上鉸φ12孔至φ12 +0.07/+0.06,。

⑨、以圖紙所示A基準面、中心φ65孔以及φ12孔定位，立式加工中心上粗、精銑凸輪外輪廓、然後翻面用B基準面定位銑反面輪廓。刀柄BT40-ER60，銑刀為螺旋刃鎢鋼立銑刀。粗銑餘量單邊約0.4mm，精銑餘量單邊0.05mm。

3.客戶目前檢測判定手段

工件要求同一工件A、B兩面的輪廓重合度誤差不得大於0.03，不同工件相同一側加工面相對誤差不得超過0.04。目前採用三座標測量法，以A基準面為零位面，取實際加工工件的φ65孔中心做座標零點，取與φ12孔中心連線為座標X向，在加工面採用多點測量擬合法取各點座標，再與理論要求的凸輪輪廓線做對比，得出最大值與最小值，要求其差值不得超過要求。

圖3

如圖3所示，該測試樣件是與圖紙所示工件相同條件，但只外輪廓不同。試加工時為使工件不致報廢，故輪廓留有單邊0.2的餘量。根據客戶的判斷方法，1、3兩處差值在0.01左右，2、4兩處差值也近似0.01，說明該輪廓的對稱度尚可，即定心精度較好。但相對於內圈的粉紅色基準輪廓線，可很明顯看出角向是關於中心呈順時針轉向的趨勢，最大值出現在第二象限，最小值出現在第四象限，極限值如左上角所示。客戶要求最大與最小值的差值δ不超過0.04。該圖結果在軟件中模擬時，繞φ65孔中心逆時針旋轉0.08度後，該差值即可減小到0.026左右，與理論想符合。

4.工裝

圖4

如圖4，該工裝為現用工裝，中心固定銷φ65+0.005，角向銷φ12+0.06，角向銷座在滑槽中沿X向做輕微浮動，工件安放時輕敲進銷中，端面手動用壓板壓緊，經檢驗，加工出的工件輪廓δ值在0.04-0.05範圍內，但值相對穩定，變化小。

圖5

圖6

如圖5、圖6所示，該工裝為新設計工裝，採用漲芯定位，附帶端面壓緊機構，由一個液壓缸驅動。漲芯自由狀態下直徑φ64.95單邊漲開0.06mm情況下，動摩擦係數按照0.2計算，拉桿在豎直方向上的力約為235N；彈簧採用矩形螺旋彈簧，外徑50，自由長度50，紅色，彈簧常數306N/mm，安裝時預壓縮0.5mm，壓縮行程10.5mm；油缸缸徑φ50，目前使用壓力3.5MPa；角向採用單線軌結構。導軌寬度15mm，單列滾珠形式。角向銷直徑φ12.5+0.002，形式有圓柱銷，削邊菱形銷，開十字槽圓柱銷，小錐度彈簧錐銷等，經測試，在使用圓柱銷時差值δ最小，但範圍從0.1-0.03呈不規律分佈，且角向偏轉方向一致。銷的形式如圖7。

圖7

二、對於此方案的分析以及對新工裝的建議

用戶1和2

工裝在安裝時相對於X方向一定要調整水平，保證角向定位工藝基準與理論設計基準重合，避免機加工程序的調整出現加工誤差，對結果造成干涉。

設計者

根據客戶老夾具使用的情況看，在出現角向定位不符合時，以夾具芯軸中心為旋轉中心，旋轉加工座標即可調整回角向偏差，且新夾具為三工位設置，故此方式可在下次測試時作為排除條件進行試驗。

用戶3

我們都是自己做的，主要用於夾緊，定位還是用銷釘用的多

設計者

實際中已經安排漲芯精度的返修。

用戶4

漲套在實際使用中由於起定位和夾緊兩種作用，所以有可能造成零件端面和夾具定位面接觸不好，建議兩種動作分開；另外建議角向銷換成菱形銷，避免過盈量太大對漲芯定位產生影響。

設計者

實際使用中漲芯漲緊和端面壓緊是有先後順序的，但是間隔時間隨著壓力增大而減小，故考慮增加調速閥，對油缸動作進行控制，另外將菱形銷中間開槽，以一定變形來減小過盈產生的力。

用戶5

對於凸輪這種工件來說，面大，孔的軸向尺寸短，孔相對於面定向作用差，因此，應採用圓形壓板，直徑儘可能大，定位圓柱與定位孔保持適度間隙，使凸輪底面與定位支撐面穩定接觸，本例中漲芯定位面與定位孔是全接觸，在漲芯與定位支撐面的垂直度精度不足時，會造成凸輪底面與漲芯定位面、夾具定位支撐面一定程度的過定位，造成接觸不穩定，影響定位精度。

設計者

實際使用中，漲芯與支撐面的垂直度未檢測，但工件內孔與端面的垂直度由於是磨削的緣故，可以保證很小。根據此建議，可適當減少漲芯與工件在定位孔軸向的接觸長度，將“長銷”變成“短銷”，消除其中過定位，同時嚴格調整漲芯與支撐面的垂直度。另一方案是將現有漲芯換成固定銷，以穩定的定位結構來檢測漲芯定位的穩定性。

用戶6

角向線軌機構在X向的滑動間隙過大，導致其在Y向也有位移，從而使角向限位機構本身精度超差，還建議將線軌機構改為T型滑槽機構提高剛性。同時，也提出工件底面與漲芯定位面，支撐面過定位的問題。

設計者

在完成上一次測試後，我方也首先懷疑角向機構的剛性以及精度的問題，所以又重新設計了採用雙線軌的機構以及T型滑塊的機構，以期提高剛性和定位精度。易工提出的加彈簧的思路又是一個很好的解決辦法，下次測試時會使用。

用戶7和2

機床的迴轉精度要打標檢測一下，不足就要校正。

設計者

實際中因為是新機床所以沒有做過檢測，而且客戶也是在這一臺機床上面用老工裝加工的工件，所以更多的是找夾具的問題，下次測試也可以測試一下該精度。

用戶8

相對於最遠處對中心孔的距離，定位用的孔中心距太小，定位誤差會被放大。

設計者

針對這一問題，我做了一個簡單的模擬，如圖8和圖9所示，圖中可看出確有定位誤差存在，但是孔中心距的減小對於輪廓點的座標值影響較小，針對此情況，有必要提升漲芯及角向機構的定位精度，穩定性以及垂直平行等位置關係，儘量減小因定位件誤差引起的定位誤差。

圖8

用戶6

另外也建議在滑塊兩側裝上彈簧，讓角向銷主動浮動的方案。

用戶8

把12的定位銷往一邊推，讓角向機構主動動作。

設計者

以上兩人的這一建議都有使偏差始終出現在同一方向上，將不穩定變化人為排除的思路，故在機構方案中增加彈簧，其餘結果待測試後驗證。

用戶9

初步判斷為油缸壓力不足，在去除漲芯漲開的力、克服彈簧的彈力後，油缸餘下的力作用於工件與定位面之間所產生的摩擦力、加上漲套內漲產生的摩擦力的總和，要克服加工過程中刀具在最遠點的切削力產生的產生的扭矩，如果壓緊力不足，輪廓的位置精度就無法滿足。同時，油缸這種直接輸出力的方式會在力不足時產生諧振，也會造成切削的不穩定；而且，長時間的大壓力使用，油缸磨損後也會加劇這一現象。

設計者

針對李工的這一建議，我列出目前已知的數據：漲套在單邊漲開0.06mm時，需要作用在錐面上的力約為65N，單邊錐面角度15°，漲套開8瓣，彈簧在端面拉緊後受力3213N，油缸最大極限拉力（受液壓站壓力影響）約為8623N，粗加工刀具轉速S=3500rpm/min，F=1500，輪廓單邊餘量0.4-0.5之間，精加工刀具轉速S=5000rpm/min，F=1000-1100，輪廓單邊餘量0.04-0.05，兩刀均為側刃切削，切削長度5mm。工件最大精加工外輪廓圓直徑φ256，其餘參數參照圖紙，我將按照以上參數核算油缸拉力，必要時更換油缸。也希望群友能提出更精確的計算方式，具體參數我可以再採集。

用戶10

調整好位置加工之前檢查記錄各銷子的位置尺寸，加工完成後再檢查銷子的位置，兩相比較，可以確認夾具整體的剛性以及拉緊力是否足夠，零件在動態加工中是否產生位移。

設計者

針對這一建議，我們將在後續的測試過程中專門驗證。另外，對於客戶的檢測辦法以及加工工藝，我們也準備在保證夾具定位穩定及精度滿足要求的前提下，再次測試後，結合客戶現有情況，適當調整工藝。以達到該夾具真正的目的。對於在此次討論中給予一件和建議的群友表示衷心的感謝，感謝大家給了我新的思路以及解決問題的辦法，後期調試過程中我會一一將以上問題加以證實，反饋給大家。

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