一種簡(jiǎn)單可靠的數(shù)控加工工裝夾具設(shè)計(jì)

劉曙光

摘 要：工裝夾具在實(shí)際生產(chǎn)中至關(guān)重要，它不僅影響加工的質(zhì)量和精度，同樣影響著加工的效率。在實(shí)際工作中，結(jié)合生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、穩(wěn)定的工裝夾具，合理的利用加工中心工作臺(tái)面，達(dá)到降低工裝裝夾時(shí)間、定位精度、提高生產(chǎn)效率、減少對(duì)加工中心機(jī)床臺(tái)面的摩擦為目的，并在實(shí)際生產(chǎn)中批量推廣使用，獲得的積極的反響。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 工藝優(yōu)化 工裝夾具

中圖分類號(hào)：TG751.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（a）-0219-01

1 前言與背景

為了提高機(jī)床導(dǎo)軌的利用空間、工裝安裝穩(wěn)定可靠、加工效率等，特設(shè)計(jì)一款適合自己公司現(xiàn)狀的一款多功能工裝。本文將言簡(jiǎn)意的將自己設(shè)計(jì)并已推廣使用獲得好評(píng)的一款工裝夾具做下介紹，希望對(duì)同行業(yè)者有所幫助和在之后的工裝設(shè)計(jì)中有所啟發(fā)。

2 現(xiàn)場(chǎng)加工中心機(jī)床實(shí)際加工，現(xiàn)狀調(diào)查

所工作的車間，批量加工某工件時(shí)一直存在著精度控制不穩(wěn)定，打表找正定位難和生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。

精度方面：（由于普通平口鉗的精度差，高精度的價(jià)格太高約8000～10000元左右，所以工裝采用一般平口鉗裝夾，）夾緊后面垂直在0.05～0.08 mm之間，平面度在0.04～0.06 mm之間精度相對(duì)差一些。

裝夾方面：裝夾工裝底面只有10 mm左右，裝夾不牢固、工裝與鉗口接觸面較小剛性差、不穩(wěn)定易變形，工裝重復(fù)定位必須重新找正，裝夾定位時(shí)間較長(zhǎng)，一般在15～20 min之間。（有時(shí)必須墊紙輔助才能找正，非常不方便）

空間利用方面：虎鉗裝夾占用空間大，工作臺(tái)面一般最多可以裝夾兩個(gè)工裝，只能同時(shí)加工兩款產(chǎn)品。

重量方面：一般虎鉗重量在30 kg左右，比較重，拆裝不方便。

對(duì)機(jī)床工作臺(tái)磨損方面：虎鉗重復(fù)裝夾頻率多，會(huì)將工作臺(tái)面劃傷碰傷，導(dǎo)致工作臺(tái)面精度受到影響。

綜上所述，總結(jié)歸納了其原因和影響因素，一般虎鉗精度差，工裝裝夾后找正比較困難，工裝與鉗口側(cè)面及底面接觸只有10 mm左右，接觸面比較小，在裝夾工裝材料加工的時(shí)候裝夾不牢固，易變形，從而加工出的工裝面與側(cè)面不垂直（不能達(dá)到0.03 mm以內(nèi)），導(dǎo)致真正加工產(chǎn)品時(shí)候工裝找正困難，加工產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，不能達(dá)到理想的產(chǎn)品合格率。

3 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際情況，現(xiàn)狀調(diào)查及影響因素等幾方面分析，設(shè)計(jì)合理裝夾方式，改善工裝重復(fù)定位精度、機(jī)床空間利用、裝夾牢固、加工穩(wěn)定為基礎(chǔ)出發(fā)，特設(shè)計(jì)出一種適合現(xiàn)狀的工裝座來(lái)代替虎鉗。

設(shè)計(jì)工裝座全稱：<高精度多功能工裝座>

工裝座外觀、性能、精度等簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：

外觀特征：材料規(guī)格尺寸390 mm×390 mm×33 mm（只適合運(yùn)用于本公司產(chǎn)品產(chǎn)品）材料重量：22 kg。材質(zhì)經(jīng)過(guò)真空爐高溫?zé)崽幚?，目的：表面硬度較高，不易損傷及磨損，為防止材料變形還做了消磁處理；（17-4pH材質(zhì)）。設(shè)有四個(gè)圓弧槽，主要目的：鐵屑、切削油、順利排出和減重、美觀等作用。中間加工通槽，目的：槽尺寸與機(jī)床工作臺(tái)槽相同，定位時(shí)用定位快將工裝座與工作臺(tái)相連接，從而達(dá)到工裝座不用打表找正，節(jié)省裝夾時(shí)間。周邊圓弧倒角，目的：防止周邊棱角損傷卷起毛刺、美觀、搬運(yùn)安全不易劃手等作用；工裝座反面設(shè)有縱橫各三道通槽，目的：減少接觸面積，從而形成16個(gè)小平面定位，防止過(guò)定位，減重等作用。

性能方面：工裝座設(shè)有4個(gè)M16內(nèi)六方固定裝置，裝夾非常牢固，產(chǎn)品工裝預(yù)設(shè)M12X1.75/132個(gè)螺紋孔，可滿足不同種類的工裝固定，非常牢固和方便。

精度方面：裝入機(jī)床臺(tái)面，精度達(dá)到0.003～0.008 mm之間，非常精密，可滿足加工精度比較高的產(chǎn)品。

4 生產(chǎn)加工工藝流程

10：備料：400×400×35（mm）板料。

20：平面磨：（粗磨）兩面必須磨平見光，板厚不小于34 mm，兩大面平面度0.04 mm以內(nèi)。

30：線切割：割多余的材料及四周螺固定槽，割外形至尺寸390×351。

40：加工中心：正面，平大面0.2 mm，鉆銑螺紋孔、減重槽、螺釘固定槽、倒角，底面墊鐵厚度公差必須在0.05 mm之內(nèi)。

50：加工中心：反面，已工作臺(tái)為基準(zhǔn)裝夾，平大面0.2 mm，銑減重槽，倒角。

60：熱處理：提高材料硬度及耐磨。

70：電解：去除表面氧化皮及耐腐蝕作用。

80：平面磨：（精磨）磨兩平面不小于33 mm，兩大面平面度0.002～0.005 mm之間。

90：消磁：使用17-4pH不銹鋼專用消磁儀器進(jìn)行全方位消磁。

100：刻字：以機(jī)床編號(hào)為準(zhǔn)編號(hào)，配置到機(jī)，使用、保護(hù)、保養(yǎng)、責(zé)任到人。

5 工裝座使用說(shuō)明

裝夾方法：

（1）將機(jī)床工作臺(tái)表面、工裝座底面清理干凈。

（2）把四個(gè)M16×2的螺母放入機(jī)床工作臺(tái)的T型槽中，大概到工裝槽對(duì)應(yīng)位置。

（3）將工裝臺(tái)搬到工作臺(tái)上，（注意輕拿輕放）用4個(gè)M16×2的內(nèi)六螺釘方用手對(duì)準(zhǔn)工裝槽及螺母，臨時(shí)用手固定。

（4）使用40×40×15.5 mm定位塊插入工裝臺(tái)中間槽中，與機(jī)床工作臺(tái)槽配合（機(jī)床工作臺(tái)固定槽為16 mm，所以使用定位快定位后，只需要單邊間隙0.1 mm的精調(diào)量）。

（5）然后使用六方扳手將四個(gè)螺釘進(jìn)行緊固，注意不要旋緊。

（6）打表校正工裝Z軸平面、XY側(cè)面，各基準(zhǔn)面校表在0.003～0.008 mm以內(nèi)后將四個(gè)螺釘旋緊，并用千分表驗(yàn)證旋緊后的工裝座精度是否在0.003～0.008 mm之間。

（7）將定位快拿下來(lái)，單獨(dú)存放。

（8）保養(yǎng)說(shuō)明（定期進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)以保證工裝的精度）。

（9）表面磨損后及時(shí)修復(fù)并做好記錄備注。

6 驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)分析表：空間方面：工作臺(tái)原來(lái)能容納兩個(gè)產(chǎn)品工裝提高到裝夾六個(gè)

精度方面：從原來(lái)的0.072 mm提高到0.017 mm、重量方面：從原來(lái)的30 kg提高到22 kg裝夾打表時(shí)間方面：從原來(lái)17.2 min提高到3.6 min減少虎鉗的頻繁拆裝次數(shù)，從而降低機(jī)床導(dǎo)軌面的摩擦。

使用本文所設(shè)計(jì)工裝座夾具，大大提高生產(chǎn)效率，同時(shí)經(jīng)過(guò)千分尺和三坐標(biāo)投影儀等精密量具檢驗(yàn)，工件尺寸精度及合格率都有顯著提高和改善。真正實(shí)現(xiàn)了合理利用加工中心工作臺(tái)面，降低工裝裝夾時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，減少對(duì)加工中心臺(tái)面的摩擦的目的。為企業(yè)創(chuàng)造的更高效的產(chǎn)能繼而降低產(chǎn)品成本提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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