在机械制造业、金属切削批量生产中，精工加工中心夹具的主 要作用是保证加工精度，提高劳动生产率，扩大机床加工范围，保证 生产安全，降低对工人的技术要求和减轻工人劳动强度。因此，机械 工装夹具的设计制造在机械制造业中起到举足轻重的地位。文章介绍了气缸体组件加工中心第四轴夹具的设计过程。对零 件的结构进行了分析，制定了零件的加工工艺内容。选择了四轴旋 转工作台和设备,确定了定位基准与夹紧方案，对零件的加工工艺 方案进行了具体的分析。使用了三维软件绘制零件图，夹具设计图， 夹具零件图，制作第四轴夹具,并投入生产。i气缸体组件工艺分析气缸体组件为整体式气缸体,其广泛应用于摩托车发动机。气 缸体毛坯为铸件，中心为铸铁缸体，外面包裏铸铝结构，中间的气缸 加工精度要求高，两端面上的孔数量较多，位置精度要求高，侧面的 孔需要进行加工,精度要求较高。主要特点：（1阀体外形轮廓结构 复杂，散热片分布较多；（2气缸体组件属空腔体薄壁零件，零件刚 性较差，因此工装夹具设计必须避免零件夹压后变形，使装夹受力 点尽量避免放在零件加工孔上方以及易产生变形的部位。夹紧过程 中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置,保证工件在整个加工 过程中位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，不超出允许变形，合 理布置夹压后，要防止装夹加工过程中发生震颤和干涉，并保证气 缸体受力均匀分布。2夹具总体设计2.1气缸体主要加工方法根据加工工艺要求，装配工艺设计与加工质量、效率要求，依据 基准先行、先面后孔、先粗后精的原则，先加工主要表面，后加工次 要表面,制定零件主要表面加工方法2.2定位、加紧方案的选择通过分析CG125气缸体组件结构特征，在加工中心加工前一 工序,为了加工气缸体底面，选择气缸体毛坯的中心大孔作为粗基 准,把两端面面进行加工，这样加工过的平面可作为加工中心工序 的精基准,遵循互为基准、基准统一的原则。对于夹紧方案分析，为了保证定位基准位置准确，采用已加工 的面进行平面定位，均匀分布三个圆头支撑钉，保证接触点位置相 对稳定,并且使支撑钉距离尽可能大，以防止加工过程中发生颤动， 产生失稳现象。这样就把气缸体Z轴移动自由度和X、Y轴两个方 向旋转自由度限制住。同时，利用气缸体中心铸铁缸体的圆柱外形 放入夹具垫板圆孔中进行定位，把气缸体X、Y轴两个方向的移动 自由度限制。最后，利用弹性六棱锥销与气缸体上已加工的工艺定 位孔进行配合，把Z轴的旋转自由度限制。通过上述定位方式，气缸 体组件在夹具上有唯一的位置，而且六个自由度被完全限制，满足 了夹具设计要求。中心铸铁缸体的定位和弹性六棱锥销的使用，不 仅可以保证气缸体组件位置正确，还能防止工人错误的安装工件， 起到防误、防呆的作用。对于夹紧方案分析，气缸体周边满布铝合金扇热片，而且扇热 片为不规则形状，受力不均衡，所以上下两端面进行压紧较合理。同 时,根据夹具的设计原则，下端面为支撑平面,产品的夹紧受力方向 在设置在上端面,下端面圆头支撑钉均匀受力，减少工件的变形。根 据机床工作台的大小，确定在一套夹具上同时装夹两个工件，使夹 具结构更紧密,在加工过程中节省换刀时间，提高生产效率。通过对 工件在加工工程中的受力分析，压紧力须大于刀具对产品的作用 力，确定选用使用广泛的液压油缸进行压紧。由于气缸体组件是从 夹具的上方插入夹具进行定位,如果采用普通液压油缸中间的压块 会影响到工件的装夹，采用液压转角缸更合理，转角缸在松开过程 中，中心活塞先上升一小段距离，然后在上升过程中转动90°,避免 装夹工件时造成干涉。基于以上分析，确定选用NHS-50X90。液压转 角缸加活动压紧块方式对工件进行压紧。CNC加工中心第四轴就是指的是加工中心精工分度头,精工分 度头我们通常称之为第四轴，它的出现大大的提高了加工中心的加 工效率，减少了成本，很多形状复杂的产品在加工的时候都需要用 到精工分度头，因为它可以完成三轴机床不能一次性加工完成的任 务，它通过旋转可以使产品实现多面的加工，大大提高了加工效率， 减少了装夹次数。CNC加工中心添加第四轴的好处:可以使刀具加工的平面更为 广泛，并且可以减少工件的反复装夹，提高工件的整体加工精度，利 于简化工艺，提高生产效率。缩短生产时间，所以本产品的夹具设计 方案用到配第四轴转台的加工中心，三轴即XYZ三个直线移动坐 标，第四轴为X轴方向上的一个旋转轴，可以使刀具与工件之间产 生角度偏移，即刀轴与工件表面法线成一个角度。一可以扩大加工 的范围，二可以使切削条件更佳。基于以上论述，上文涉及到的三道工序加工方案均选择摆在第 四轴转台桥板上，一次装夹两个工件，同时加工三个平面，提高加工 效率。该液压夹具设计既保证了加工零件的位置稳定可靠,又避免 夹紧过程中产生不允许的零件变形，操作简便，工件更换容易，适合 批量生产。2.3夹具三维设计本次设计采用运用三维软件提供的基于特征实体的建模功能。 通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽売、特征阵列以及异型孔向导等 操作来实现标准零件的三维模型设计,并按其形状和尺寸分别建立 参数化模型库。夹具装配是夹具产品设计的重要工艺过程。如果装配不当，即 使是全部合格的零件,往往也不能形成质量、寿命合格的夹具。第四 轴夹具装配的难点，由于第四轴夹具需要在加工中心工作台上实现 360。自由旋转，第四轴的旋转中心线相对X轴必须平衡，防止在旋 转过程中产生干涉。而且，本次设计的夹具一次同时装夹两个工件， 桥板部分较长，需要增加尾座进行固定与支撑，要求第四轴本体的 中心孔与尾座的中心孔在相同的轴心线上。基于以上分析,把第四 轴本体与尾座安装在夹具底板上，第四轴本体与底板安装利用键槽 配合，尾座与底板安装也利用键槽配合，底板上的键槽通过加工中 心一次加工完成,保证第四轴本体中心线与尾座中心线重合，满足 设计要求。第四轴液压转台配合安装在加工中心上，通过第四轴控 制，使回转台主轴刹紧和松开,松开后桥板完成任意角度回转分度 或连续分度运动,分度完成后刹紧主轴，实现高精度分度工作。2.4夹具制作与投入使用夹具三维模型不能将所有的设计参数表达清楚，车间制作夹具 需要为三维夹具上每一个非标准零件绘制工程图。根据国家或具体 行业标准，对零件工程图进行注解，如形位公差、表面粗糙度、基准 特征、零件序号等；也可根据具体加工要求，对零件进行注释或标 记，将工程图表达清楚。总装配体中，对零件尺寸公差、垂直度、圆轴 度及技术要求等做了详细标记。绘制好的工程图下发到车间进行制 作，装配完成并投入使用。3结束语随着产品市场的竞争日益激烈，在产品结构不断复杂化、产品 质量要求不断提高，生产效率要求不断提高的前提下，一些传统的 加工方法，已无法满足生产的需要。在精工技术发展和普及的今天， 采用加工中心，并配以第四轴工装夹具进行生产，从根本上改变了 传统的加工工艺方法，必将得到更广泛的应用。海天精工相关产品：加工中心,钻攻中心,高速加工中心,立式加工中心,雕铣机