经典图书 数控龙门铣床是近几年陆续登上一些老工业基地的设备，为不少加工场景做出了贡献。但是，它也被限制在三维空间内进行各种加工，对于四轴及五轴的加工也是无能为力的。不过通过自制具有简单而精确旋转功能的先进夹具，可以完成4轴的加工技术，完善和充实该机床之不足。
一、技术分析
如图1的数控龙门铣床加工支架，该件除上下面具有定位销孔外，在Z方向还有两斜面，并在斜面内各自有各坐标孔。
图1
该支架采用Q235—A焊接件，是用于汽车装配线上重要部位的零部件。支架上下面均有坐标定位孔，关键加工部位是两侧斜面的相交点（436.5±0.02）mm，及该相交点至各斜面的坐标孔。
二、工艺编制
1.镗：刀校中间连接筋一侧面，平面度≤0.05mm。 2.镗：粗铣上下面，凹台面加工至成品，其余各面各留1～1.5mm。 3.龙门铣：粗铣两斜面，坐标孔面各留1～1.5mm（用专用夹具）。 4.龙门铣：精铣上下面，钻铰各坐标孔，其余各孔点窝。 5.龙门铣：精铣两斜面，钻铰各坐标孔，其余各孔点窝（用专用夹具）。 6.摇臂钻：各螺纹孔。 为了保证加工件的几何公差，所有的坐标孔面均应分粗精加工。并且，该件在粗加工后应放置一段时间，至少不小于24h，待工件消除切削应力后再进行各部位的精加工。
三、工装设计原则
该工件两侧斜面的加工，必须采用高精度的角度调整功能，就是四轴旋转功能。而龙门铣床不具备加工斜面功能，只能设计专用的角度旋转夹具，当工件精加工时，一次性将两侧斜面加工成品，该夹具应具备以下功能和特点： ①该夹具是典型的一面两销定位方法，即以底面和两坐标孔定位。坐标孔应选择两距离较远位置。还必须具备一次性装夹的功能，即夹具需具备左右翻转±30o功能，且翻转角度的误差必须≤±0.05o。 ②夹具底座需安装在龙门加工中心工作台上，并必须用平键和工作台定位，该工作台定位槽宽度24H7，而夹具定位键宽度公差采用基孔制h7即可。
图2 1.中心旋转轴 2.中心莫氏套3.工作台4.底座 5.两侧旋转轴
③该夹具翻转装置采用焊接件即可，分别焊接在底座和工作台上下面，其位置应合理配置。夹具角度旋转应采用精度较高的分度头。且各关键件的加工精度，不得小于8级公差精度。 根据以上分析，该夹具应根据角度工件的形状特点，既要具备较高精度，又要考虑其通用性；既要具备安装中大型工件的能力，又要考虑制作方便可行的经济效益。
四、关键件的设计情况
1.底座 底座是该夹具的基础件（见图3），它必须具备以下条件： ①外形360mm×600mm即可，该大小既要适用于本次工件的加工范围，又要具备一定的通用性和广泛的使用性能，属于中型加工件的专用夹具。 ②该件底面的几何公差确定在平面度0.02mm，为工作台安装后的平面精度提供条件。
图3
③该孔左右各一个，除保证与底面的尺寸公差外，还必须对称中心0.02mm。 ④该底座底面定位键槽宽24H7，与机床本身工作台配套使用。 ⑤该定位槽应与旋转孔中心对称0.02mm，以防止使用时旋转中心偏移。 ⑥该底座的4个定位槽是固定各种角度定位柱的基面，应与底面统一尺寸（16±0.01）mm。
2.工作台 工作台是和底座链接在一起的关键件（见图4），它除了担负装夹各种加工件的任务外，很重要的是负责旋转各种角度，这就要求具备以下技术要求： ①外形360mm×600mm，与底座配套使用。工作台平面的几何公差确定在平面度0.02mm，为工件精加工时提供合理的装夹精度。 ②该件的中间旋转定位孔φ40H7前后各一个，是与底座旋转孔配套使用的，前孔需安装模式4号锥套，后孔则担负着固定安装旋转轴的功能。前后孔对工作台上平面尺寸精度（71±0.01）mm。
图4
③该件两侧各有4个φ30H7通过孔，在定位孔上安装高精度的转轴，转轴上安装同一高度的旋转定位柱，当角度确定后，用两侧随角度配套使用的角度定位柱，检测旋转角度的正确与否，同时起到固定工作台和稳定工件的作用。 ④为防止各套在旋转过程中松动，在中间旋转套的侧面钻有螺钉孔，待套安装后，用沉头螺钉压紧。 （完整资料请搜索夹具侠，进入网站社区版块查看原文）
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发表于 2019-12-26 08:54:08
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