典型軸類零件加工固定裝置結構分析

李亞平

（北京信息職業技術學院， 北京 100016）

0 引言

夾具是工件生產中常用的機械設備之一，夾具在機械制造過程中用來固定加工工件，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測的裝置，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等[1]。目前夾具在使用過程中，夾具的裝夾面與工件之間貼合度不適配，導致工件裝夾不夠牢固，如平面設計的裝夾面對圓軸類工件裝夾，裝夾工件在受外力的作用下，裝夾的工件受力易偏動，造成圓軸類工件裝夾達不到固定的要求，尤其是對不同型號圓軸類工件裝夾，裝夾懸空時，裝夾的可靠性更差[2-3]。本設計的目的在于提供一種軸類工件夾具，以解決上述加工情境中提出的問題。

1 結構設計分析

該軸類工件夾具包括兩個承載側板，兩個承載側板上均設調節機構，兩個承載側板相靠近的一側均通過調節機構設支撐桿，支撐桿的一端設有裝夾板，裝夾板設置有兩個，兩個裝夾板相靠近的一側均設圓弧形裝夾槽，兩個承載側板的底部均與驅動機構連接，驅動機構設于夾具座的頂部，夾具座的底部設支撐座。

本固定裝置通過設置有一系列的結構用于工件裝夾操作，裝夾操作方便、省時省力，且裝夾板的裝夾面采用圓弧形凹槽結構設置，對圓軸類工件裝夾緊湊度高，裝夾牢固、可靠，實現兩個承載側板上裝夾板及裝夾工件的高度調節，裝夾適用范圍更廣，且蝸輪、蝸桿驅動的調節，使裝夾保持穩定。典型機構組裝立體圖紙如圖1 所示。

圖1 機構組裝立體圖

2 技術方案分析

2.1 驅動機構

驅動機構包括螺紋座、導軌槽和雙向螺桿，兩個承載側板的底部均設有螺紋座，夾具座的頂部設有導軌槽，導軌槽的內部設有雙向螺桿，雙向螺桿的一端通過聯軸器與夾具座上的伺服電機輸出端連接，兩個螺紋座螺紋對稱設于雙向螺桿上。裝夾板的圓弧形裝夾槽內部設有橡膠墊，橡膠墊的表面設有摩擦紋。支撐桿遠離承載側板的一端設有安裝板，安裝板通過螺栓與裝夾板固定安裝。驅動機構包括螺紋座、導軌槽和雙向螺桿，兩個承載側板的底部均設有螺紋座，夾具座的頂部設有導軌槽，導軌槽的內部設有雙向螺桿，雙向螺桿的一端通過聯軸器與夾具座上的伺服電機輸出端連接，兩個螺紋座螺紋對稱設于雙向螺桿上，裝夾操作驅動方便，裝夾作業快速，如圖1 所示。

2.2 調節機構

調節機構包括調節槽、調節螺桿和調節座，兩個承載側板的一側均設有調節槽，調節槽的內部設有調節螺桿，支撐桿的一端設調節座，調節座設于調節槽的內部且調節座與調節螺桿之間螺紋連接，承載側板的頂部設有執行機構，調節螺桿與執行機構連接。

2.3 執行機構

執行機構包括蝸輪、蝸桿和調節手輪，兩個承載側板的頂部均通過安裝箱設有渦輪和蝸桿，渦輪和蝸桿之間嚙合設置，渦輪的底部與調節螺桿連接，蝸桿的一端貫穿安裝箱與調節手輪連接。

轉動調節手輪帶動蝸桿轉動，蝸桿的轉動驅動與其嚙合的渦輪轉動，渦輪的轉動帶動調節螺桿轉動，實現調節的驅動操作，調節驅動采用渦輪、蝸桿實現，渦輪、蝸桿的自鎖特性，使得調節后的裝夾保持穩定，實用性更強。

螺紋座和調節座相對的兩側均一體設有限位滑塊，導軌槽和調節槽內部相對的兩側均設有限位滑槽，限位滑塊滑動設于限位滑槽的內部，螺紋座和調節座在移動的過程中，限位滑塊在限位滑槽內進行限位滑動，移動更穩定。

如圖2 所示為承載側板結構，軸類工件夾具結構中包括承載側板，承載側板設置有兩個，兩個承載側板上均設有調節機構，兩個承載側板相靠近的一側均通過調節機構設有支撐桿，支撐桿的一端設有裝夾板，裝夾板設置有兩個，兩個裝夾板相靠近的一側均設有圓弧形裝夾槽，兩個承載側板的底部均與驅動機構連接，驅動機構設于夾具座的頂部，夾具座的底部設有支撐座，用于工件裝夾作業，裝夾操作方便、省時省力，對圓軸類工件裝夾緊湊度高，裝夾牢固、可靠。

圖2 承載側板的結構

裝夾板的圓弧形裝夾槽內部設有橡膠墊，橡膠墊的表面設有摩擦紋，橡膠墊能夠對裝夾的工件進行緩沖保護，且裝夾摩擦大，裝夾牢固。支撐桿遠離承載側板的一端設有安裝板，安裝板通過螺栓與裝夾板固定安裝，實現支撐桿與裝夾板之間的可拆裝設計，從而能夠對夾具上損耗的裝夾板進行拆裝更換，或者在夾具上安裝不同裝夾面的裝夾板用于不同外形工件的加工生產，尤其是在批量生產工件時，如在夾具拆裝更換安裝平面式的裝夾板對外部呈平面形狀的工件進行裝夾，從而夾具使用范圍更廣。

3 功能使用

使用方法為首先根據批量生產工件的型號通過調節機構對承載側板上的裝夾板進行高度調節，使得通過夾具裝夾的圓軸類工件底部位于夾具座的頂部，夾具座上的伺服電機驅動導軌槽內的雙向螺桿轉動，帶動雙向螺桿上螺紋對稱設置的兩個螺紋座在導軌槽的內部相靠近或相遠離，兩個承載側板的相靠近通過支撐桿上的兩個裝夾板對工件裝夾作業，裝夾操作方便、省時省力，且裝夾板的裝夾面采用圓弧形凹槽結構設置，并且在圓弧形凹槽的內部設橡膠墊，對圓軸類工件裝夾緊湊度高，裝夾牢固、可靠，實用性更強。

結構另外一種功能：調節機構包括調節槽、調節螺桿和調節座（參見圖2）。兩個承載側板的一側均設有調節槽，調節槽的內部設有調節螺桿，支撐桿的一端設有調節座，調節座設于調節槽的內部、且調節座與調節螺桿之間螺紋連接，承載側板的頂部設有執行機構，調節螺桿與執行機構連接，執行機構驅動調節槽內的調節螺桿轉動，調節螺桿上螺紋設置的調節座在調節槽內進行升降，從而對支撐桿、裝夾座及裝夾工件進行高度調節，使得兩個裝夾板裝夾的圓軸類工件底部作用在夾具座的頂部，夾具座的頂部可對裝夾的圓軸類工件進行支撐，裝夾適用范圍更廣。

4 優劣分析

本圓軸類工件夾具，通過設置在承載側板上的調節機構，支撐桿上的調節座與調節槽內的調節螺桿配合，實現兩個承載側板上裝夾板及裝夾工件的高度調節，裝夾適用范圍更廣，且調節驅動采用渦輪、蝸桿實現，渦輪、蝸桿的自鎖特性，使得調節后的裝夾保持穩定，實用性更強。

5 結語

在本結構設計中的安裝、連接等應做廣義理解，對于機械設計相關技術人員而言，本設計能夠以其他的具體形式實現。技術人員可以對前述技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，因此設計具有借鑒和參考價值和意義。