钩子加工夹具设计

邓文星， 宋燕林， 韩利萍， 张瑞凯， 李 凯

（山西航天清华装备有限责任公司， 山西 长治 046012）

引言

某产品零件钩子属于关键件，材料为低温合金钢，40Gr 锻件，调质硬度（HRC）为36～40，材料硬度较高，不易加工。由于其形状复杂，不易装卡，以及对尺寸、轮廓同轴度等精度要求较高，使得其精度不易保证，产品质量稳定性较差[1]。因此需要设计一套专用夹具。

1 加工过程分析

该零件外形复杂，加工特征较多，主要加工面为下图中A、B、C 三面，其三维模型如图1 所示。

图1 钩子三维模型

钩子属于异形件，根据数控加工一次装卡尽可能完成多个轮廓的原则：因A 面轮廓要素较多，所以首先加工A 面，在A 面加工完成后，在设备上通过测头直接检测中间Φ20 孔公差，尺寸合格后方可下货，不合格则补加工A 面加工完成后，对B 面加工，因为已经加工完成的面是异形面，无法采用传统方式装夹，此时需要设计制作一套专用工装，用于固定已加工好的A 面。加工C 面时采用工装定位后，在机床自动对刀找正，对产品最后根部进行清角，保证尺寸精度。

2 夹具设计原理

按照加工要求，采用不完全定位方式，根据六点定位原理，每个支承面消除1 个自由度，消除工件沿x、y 的移动自由度，同时消除工件沿x、y、z 3 个方向的自由度。为便于产品加工，以接触面积最大的底平面为主要支承面。考虑到工件变形、夹紧力及刀具切削力等多种因素对加工精度的影响，设计了弧形面作为辅助支承面（详见详细设计）[2]。

3 夹具的详细设计

由于钩子为异形件，通过仿形设计，设计出一组专用工装（由左、右两个工装组成）。夹具实物如图2所示。先将左、右两工装进行脱模分解，将产品放入工装中，用虎钳夹紧，然后采用机床测头进行自动对刀找正，保证两个孔位同轴度。

图2 夹具实物图

4 使用效果

通过使用本夹具，单件生产效率提高4 倍以上，产品一次交验合格率达到100%，公差及精度得到更好的保证[3]。加工过程如图3 所示，成品如图4所示。

图3 加工过程图

图4 工件成品图

5 结论

本文研究的钩子加工夹具，结构紧凑、操作方便，加工精度和生产率高。经使用证明，通过该异形件工装的设计，解决了中小型异形件不易装夹的技术难题，也为其他异型零件的装夹提供了解决思路。