基于拉闸杆大批量生产夹具的设计

傅唐繁

（湖北工程职业学院，湖北 黄石 435000）

【摘要】拉闸杆是电梯限速器部件中的一个拉闸开关。毛坯压铸完成，约1.2-1.5mm余量。其所有的表面均需加工。因其形状不规则，刚性极差，又是大批量生产，设计一夹具是唯一的选择。

【关键词】夹具设计；工艺设计

一、拉闸杆图样（见图）

材料：黄铜；毛坯：压铸；余量：1.2-1.5mm。

二、工艺安排

设备：铣削加工中心

刀具：硬质合金立铣刀Φ8：加工Φ12的端面及其外形；9mm宽处上下两面。

硬质合金立铣刀Φ4加长：加工Φ10外圆圆周及底面；9mm宽处两侧面。

高速钢键槽铣刀Φ12：加工Φ10外圆上端面。

高速鋼键槽铣刀Φ6：加工Φ6孔。

中心钻：Φ3。

钻头Φ5：钻削Φ6孔

钻头Φ8.5：钻削Φ8.5阶台孔。

钻头Φ4.2：钻M5螺孔的底孔。

切削用量选择：主轴转速：5000-6000r/min；切刀深度：0.03-0.05mm；进给速度：80-100mm/min。

切削液：工业柴油。

1.工序1：以方杆9×4的四周为基准。①先加工Φ12的端面及其外形（深度9.5mm）；②点钻；③钻通孔Φ5；④钻通孔Φ6：键槽铣刀Φ6；⑤钻阶台孔：钻头Φ8.5。夹具如图：

①由于该道工序共5把刀具，每件拉闸杆平均加工时间为2分10秒，一次加工56件。为后续加工工件的装配预留足够的时间。

②由于毛坯余量不均匀，加工端面时，刀具进给高度为0.3mm，故在加工时可能出现空走刀。

③硬质合金立铣刀Φ8，必须保证刃口的锋利程度，否则加工过程会产生较大的切削阻力，使工件产生变形；Φ5和Φ8.5的钻头在加工时要注意刃口的钝化，因为黄铜对钻头的磨损作用影响较大。

2.工序2：以工程图（主视图）外形为基准定位，加工方杆4×9四个平面。夹具如图。

刀具：①用Φ4硬质合金加长立铣刀。铣削两侧面。

刀路采用双向进刀法。n=6000r/min，f=120mm/min，Ap=0.02-0.03mm。

②用Φ8立铣刀。铣削上下两平面。n=5000r/min，f=80mm/min，Ap=0.02-0.03mm。

粗加工：刀路顺延宽度方向双向进刀，起端夹具处，终点方杆末端。精加工：单向进刀，方向由夹具向方杆末端。黄铜的抗拉强度比抗压强度高，随着余量减小，刚性越来越差。其它任何刀路均会引起振动，影响尺寸稳定性。

③加工下平面，则需将夹具块反过来装，夹具图略。一次加工量为32件。

3.工序3.加工Φ10上平面、圆周及下端面。夹具图如下。

刀具：①用Φ12高速钢键槽铣刀。铣削Φ10上平面。

②用Φ4硬质合金加长立铣刀，先铣削Φ10圆周，采用等高线方法进刀。后加工下端面。采用螺旋线方法进刀。n=6000r/min，f=100mm/min，Ap=0.02-0.05mm.该加工主要是刀具刚性太差。一次性装夹加工32件。

4.工序4：钳工。钻Φ4.2孔、手攻M5螺孔、手工去毛刺。钻孔采用钻模。

该套夹具共用一个固定底板，1、2、3道工序各用4块方板（方板编号，用刀补消除夹具误差），采用两销定位。手工装拆是其不足，装拆频繁会加大工作强度；其次，高速加工会加快刀具磨损，Φ8和Φ4两把硬质合金刀承担主要加工对象，其不同程度的磨损，切削阻力会加大，增加工件的变形，又反过来造成刀具破坏；同时对下一次装夹影响较大。其三，Φ4加长刀具随时要面对余量不匀带来的危险，故编程时不得不增加空走刀来避免，浪费加工时间。本工件采用UG编程。