2018对中国象棋工艺品在数控铣床加工的专用夹具设计

522131

　　摘 要:根据中国象棋工艺品外形结构特点，本文提出二种在数控铣没有三爪卡盘的情况下设计的专用夹具。通过比较，最终确实适合实际情况方案，从而提高加工质量及生产效率。
http://
　　关键词：专用夹具 中国象棋 数控铣
　　
　　一．前言
　　在追求高效自动化生产方式的时代，机械加工现场越来越多地采用数控机床作为高效生产装备。而在数控机床应用生产过程中，工装夹具是影其的工作效率和工件的定位精度的重要因素之一，本人现就以实际加工中国象棋过程中针对其外形结构特别为例，简述其专用夹具设计。
　　中国象棋，古代叫“象戏”。大约起源于战国时代。中国象棋在我国家喻户晓，爱好者数以亿计，它和其它棋类活动一样，不仅能丰富人们文化生活，陶冶情操，而且有助于开发智力，启迪思维，锻炼辩证分析能力，培养顽强意志。
　　中国象棋在数控机床上加工步骤：
　　（一）数床车床加工象棋成型毛坯。
　　如图下图：(切断时留0.2mm)
　　（二）数床铣床加工象棋上的字:先用￠60面铣铲去0.2余量，用雕刻刀雕象棋上的字。
　　二．问题的出现
　　中国象棋的外形为圆弧形，本人设计的圆弧为R12，如图1所示。鉴于它的外形为圆弧形，由平口钳装夹数车加工的成型毛坯，必定会夹伤工件，不能达到加工效果。针对此问题，必须为象棋设计专用夹具。
　　三．解决方案提出
　　针对上述问题的出现结合实际加工情况，提出二种夹具设计方案：
　　（一）方案一：整体设计如图2。
　　仿照三爪卡盘工作原理，设计一个内孔形状与象棋一致的内圈，高度低象棋3mm，再沿内圈直径切开，这样紧配装夹象棋，不会损伤工件。内圈设计如图3所示：
　　与平口钳连接的连接筒设计如图4。通过二侧锁紧螺钉来锁紧已加内圈的象棋成型毛坯。
　　2、方案二：整体方案设计如图5
　　仿照数控铣刀套锁刀原理:通过螺纹锁紧卡簧夹紧铣刀。如下图6所示:
　　设计一个内孔形状与象棋一致的高度低象棋3mm的螺纹螺母盖和一个螺纹连接柄，通过螺母盖与螺纹连接柄配合来锁紧成型象棋毛坯。
　　四．解决方案比较
　　（一）中心基准定位问题
　　在数控铣加工象棋中，因为对刀定位是依靠夹具来定位对刀。
　　方案一是靠二侧的锁紧螺钉来夹紧毛坯，二侧的锁紧螺钉转入深度很难保证一致，以致很难保证毛坯的与夹具对刀外沿同心，如图3所示：
　　方案二的定位毛坯是靠螺母盖与螺纹连接柄紧密配合来锁紧成型象棋毛坯，只要螺母盖内圆弧度与象棋毛坯外圆弧度一致就能保证中心基准的定位，这一点很容易达到，而且二次装夹定位准确。图8
　　（二）夹具刚性比较
　　方案一是靠二侧的锁紧螺钉配合内圈来夹紧毛坯，内部有空隙。内圈通过留二个小孔来确保锁紧螺钉锁紧内圈，这样夹紧机构只能基本达到加工要求。刚性达到快速加工要求，当要提高生产效率时，受力大，毛坯很容易滑动，影响产品加工质量。同时，产品在装卸不方便，产品合格率较低，这种生产工艺不能满足批量产品生产需要。
　　方案二的定位毛坯是靠螺母盖与螺纹连接柄紧密配合来锁紧成型象棋毛坯，这样的整体配合性较强，刚性较好。
　　（三）装折方便比较
　　方案一装折工件通过板手松开二侧锁紧螺钉，装夹比较烦琐，如图3所示。
　　方案二工件的装卸通过板手可以灵活快速装卸，而且二次装夹的定位也比较准确。过程方便，如图7所示：
　　综上比较，对中国象棋工艺品在数控铣床加工的专用夹具的设计采用方案二。
　　五．方案完善与技术沿伸
　　中国象棋工艺品在数控铣床加工的专用夹具是基于数控铣刀套锁刀原理而设计。
　　本套夹具的缺点只是针对象棋唯一外形圆弧而设计。而数控铣锁刀套采用不同的卡簧能实现装夹直径大小不同的刀具。基于这一点，展望本套专用夹具可以参考方案一中内圈原理，可以在本套夹具中加入内圈，通过不同圆弧内圈来装夹不同圆弧成型毛坯，内圈功能就像数控铣锁刀套中的卡簧一样，从而使本套夹具成为球面体夹具，应用范围更广阔。
　　六．总结
　　中国象棋工艺品夹具的设计是根据其圆弧结构特点和机床加工实际条件限制而设计，是本人实际的加工过程遇到问题，不断完善的结果。
　　本套夹具在本校教学中应用效果较好。实践证明：夹具二次装夹定位准确，只要一次对刀，便可以重复调用偏置，在加工中使用该夹具设计，使得加工质量，加工效率太太提高。适合批量加工成型毛坯象棋工艺。
　　
　　参考文献：
　　[1]毛谦德,李振?[.袖珍机械设计师手册:第2版[M].机械工业出版社,2001.
　　[2]肖继德,陈宁平.机床夹具设计[M].机械工业出版社,2004.