偏心件夾具設計案例分享

最新 06-24

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機械傳動中，由迴轉運動變為往複運動，往往是由偏心軸和曲軸來完成的。機械的開合和縮緊也往往由偏心零件來完成，可見偏心零件在機械製造中運用得非常廣泛。

目前偏心件加工的工藝較為複雜，且技術水平要求較高，偏心距難以把握。以下的設計案例提供了曲軸和偏心軸的專用夾具設計思路，很好的解決了上訴加工難題。

一、曲軸液壓自動偏心夾具設計

曲軸是汽車、摩托車發動機部件中最重要的零件之一，曲軸的加工精度、效率顯得十分重要。目前國內曲軸加工設備落後，在加工曲軸連桿頸時多用手動偏心夾具，這種工裝費時費力，工人勞動強度大，夾緊力小，且存在較大的不安全因素。如圖1所示。

圖1 手動偏心夾具

1-前壓板 2-後壓板 3，4-螺釘

1、新型的曲軸液壓自動偏心夾具

設計一種新型的曲軸液壓自動偏心夾具如圖2所示。該夾具為偏心距固定式單爪移動夾緊夾具，利用液壓迴轉油缸提供動力，通過內部楔塊將其轉換為卡爪的徑向夾緊力，實現卡爪對工件的夾緊和鬆開動作，工件支架和夾具基座之間通過定位銷11定位後用高強度螺釘10固定，保證曲軸連桿頸軸線在機床主軸12迴轉中心上，機床前後主軸箱各裝一套，一端夾具裝有固定角度的角向定位塊5，前後夾具同步夾緊工件，內部楔塊角度前端為45°角後端為15°角，可實現兩段式的夾緊速度，即開始夾緊時夾爪快速移動，當夾爪接近工件時會慢速移動直至夾緊工件，鬆開時反之。

圖2 曲軸液壓自動偏心夾具結構

1-夾具基座 2-卡爪滑座 3-卡爪 4-調整螺釘 5-角向定位塊 6-半瓦7，10-螺釘 8-夾具體 9-配重塊 11-定位銷 12-機床主軸頭部

2、曲軸液壓自動偏心夾具的結構

（1）在圖2中，夾具基座1和機床主軸頭部12連接、夾具體8通過定位銷11定位與夾具基座1連接，並用螺釘10固定，夾具體上的定位銷孔在主軸的迴轉中心上。

（2）半瓦6通過螺釘7固定在夾具體的圓弧面上。

圖3 曲軸液壓自動偏心夾具布局示圖

（3）角向定位塊5安裝在夾具體8的前端面上，通過調整螺釘4調節曲軸各連桿頸軸線相對主平面的對稱度，保證與機床主軸軸心線的同軸度。

（4）如圖4所示，卡爪滑座安裝在夾具基座的導向槽內，卡爪滑座可沿導向槽徑向移動，卡爪2通過導向鍵1和螺釘3固定在卡爪滑座上，通過夾具基座內部斜楔的軸向移動可實現卡爪對工件的夾緊和鬆開動作。

圖4 曲軸液壓自動偏心夾具剖視圖

1-導向鍵 2-卡爪 3-螺釘

3、新型曲軸液壓自動偏心夾具的特點

與傳統夾緊方式相比大大降低了操作工人的勞動強度，操作人員將工件靠在軸向定位面和角向定位面上，其餘動作由前後液壓夾具自動完成。通過實驗證明，傳統夾具安裝工件需要大約1.5min，卸載工件大約40s，該設計與研發的液壓自動偏心夾具安裝工件需要大約10s，卸載工件大約8s，提高了工件裝卡效率5倍多。同時此液壓自動偏心夾具夾緊力大，工件變形小，有效提高了曲軸的加工精度。

二、曲軸連桿頸磨削用液壓偏心夾具設計

1、車用空壓機曲軸

車用空壓機曲軸（圖5）是車用空壓機的心臟，位於空壓機連桿處，其主要作用是傳遞轉矩，是連桿獲得動力的動力源，因此曲軸連桿頸磨削質量的重要性不言而喻。