支架車(chē)具的設(shè)計(jì)改進(jìn)

譚宏博，李欣，任曉娟

（陜西漢德車(chē)橋有限公司，陜西 西安 710200）

支架車(chē)具的設(shè)計(jì)改進(jìn)

譚宏博，李欣，任曉娟

（陜西漢德車(chē)橋有限公司，陜西 西安 710200）

∶在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中，使用自動(dòng)化夾具來(lái)替代傳統(tǒng)手動(dòng)夾具已成為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。自動(dòng)化夾具較高的穩(wěn)定性及裝夾效率，很好的滿(mǎn)足了企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率目的。

∶自動(dòng)化；夾具；效率

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.079

CLC NO.: U468.2+2Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-228-03

引言

近日，國(guó)務(wù)院發(fā)布了“中國(guó)制造2025”發(fā)展綱要，為全面提升制造能力指明方向，自動(dòng)化及智能化的應(yīng)用程度會(huì)越來(lái)越高。傳統(tǒng)機(jī)加行業(yè)中產(chǎn)品的加工主要是靠手動(dòng)夾具進(jìn)行生產(chǎn)，手動(dòng)夾具不但裝夾效率低下，且工人操作的勞動(dòng)強(qiáng)度高。自動(dòng)化夾具的應(yīng)用能大幅度提升裝夾效率，人員在裝夾過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減弱。自動(dòng)化夾具目前常用的主要有液壓夾具、氣動(dòng)夾具，通過(guò)液壓和氣動(dòng)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定位、夾緊及加工完成后產(chǎn)品推出等系列動(dòng)作。本文通過(guò)一種雙聯(lián)橋用平衡軸支架的夾具改進(jìn)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)明液壓夾具的設(shè)計(jì)。

1、產(chǎn)品零件說(shuō)明

平衡軸總成的作用是使中、后橋上下跳動(dòng)的間隙增大，滿(mǎn)足車(chē)輛在任何路況下行駛，并使得車(chē)輪能充分落地，以提供充足的抓地力，保證車(chē)輛的正常運(yùn)行。其中支架是平衡軸總成的重要承力部件，它的加工質(zhì)量對(duì)總成的質(zhì)量有著直接的關(guān)系。

產(chǎn)品零件為重型載重車(chē)輛用平衡軸支架，產(chǎn)品實(shí)物如圖(1)所示。

圖1　產(chǎn)品實(shí)物圖

2、現(xiàn)有夾具存在問(wèn)題及原因分析

現(xiàn)有夾具加工內(nèi)容示意圖及定位方式見(jiàn)圖2。

從圖2中得知，零件的加工內(nèi)容為立式車(chē)床加工內(nèi)孔及端面，保證尺寸φC、L及L1。工件的定位方式為：大底面限制3個(gè)自由度，側(cè)底面限制2個(gè)自由度，小側(cè)面限制1個(gè)自由度。

圖2　零件定位原理及加工內(nèi)容

現(xiàn)有夾具實(shí)物見(jiàn)圖3，該工裝主要存在問(wèn)題為：

（1）夾具為手動(dòng)夾緊，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大且?jiàn)A緊速度慢；

（2）盡管工件定位在理論上限制了6個(gè)自由度，但是因?yàn)榧庸で邢髁皧A緊力的方向等共同因素，工件定位不穩(wěn)定，產(chǎn)品易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，如φC、L及L1超差，造成后續(xù)工序加工困難；

（3）夾緊力施加方向易造成工件側(cè)底面定位不可靠，且存在安全隱患。

圖3　原有工裝實(shí)物

3、夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1零件的加工內(nèi)容

由零件的在本工序的加工示意圖見(jiàn)圖2可知，加工內(nèi)容為：加工內(nèi)容為：車(chē)端面、粗精鏜內(nèi)孔及倒角，保證尺寸φC、L、L1及C×45°。

3.2夾具改進(jìn)措施

為了解決原有夾具存在的問(wèn)題，我們有針對(duì)性的做出了如下改進(jìn)：

（1）新方案采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案，工件的預(yù)定位、支撐及夾緊均采用液壓為動(dòng)力，來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的定位及夾緊。夾具使用機(jī)床為立式車(chē)床，工件與夾具同時(shí)旋轉(zhuǎn)，夾具需具備保壓功能。

（2）在夾緊上，我們?cè)谠袏A具基礎(chǔ)上增加了3個(gè)夾緊點(diǎn)，使工件獲得充足的加持力，以保障工件在加工過(guò)程中不出現(xiàn)松動(dòng)。

（3）在增加了夾緊點(diǎn)之后，工件雖然獲得了充足的夾持力，但也增加了工件被壓變形的風(fēng)險(xiǎn)，為此我們?cè)趹铱盏膲壕o點(diǎn)下布置了相應(yīng)的浮動(dòng)支撐來(lái)防止工件受壓變形。

（4）為了改善工件側(cè)底面定位不可靠的問(wèn)題，我們減小了測(cè)底面的定位面積，應(yīng)用三點(diǎn)在一個(gè)平面上的基本原理，我們?cè)O(shè)置了三個(gè)固定支撐點(diǎn)，設(shè)置了1處浮動(dòng)支撐點(diǎn)來(lái)解決該問(wèn)題。

改進(jìn)后夾具的定位及夾緊方案示意圖見(jiàn)圖（4）。

圖4　夾具改進(jìn)方案示意圖

3.3夾具應(yīng)具備的動(dòng)作

為了實(shí)現(xiàn)工件在夾具上的定位及夾緊，工裝需要通過(guò)三組動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，且各動(dòng)作之間有先后順序，才能確保工件被準(zhǔn)確定位及夾緊。動(dòng)作內(nèi)容及順序如下：

動(dòng)作一：工件吊裝至工裝后，圖4中主視圖的兩處壓緊點(diǎn)先動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)工件的預(yù)定位；

動(dòng)作二：圖4中側(cè)視圖的所有浮動(dòng)支撐撐出，與工件各點(diǎn)接觸；

動(dòng)作三：圖4中側(cè)視圖的三處壓緊點(diǎn)壓緊。

3.4夾具中用到的液壓元件功能簡(jiǎn)介

（1）減壓閥：減壓閥可以用來(lái)減壓、穩(wěn)壓，將較高的進(jìn)口油壓降為較低而穩(wěn)定的出口油壓，可局部減少回路內(nèi)部的油壓。

（2）順序閥：順序閥用于控制同一回路上工件夾緊器與工件支撐器的先后動(dòng)作。

（3）調(diào)速閥：通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)速閥可控制該油路的執(zhí)行元件的速度。

（4）蓄能器：可抑制在切斷油壓源后因溫度變化而引起的回路壓力變化，常用于需要具備保壓功能的夾具，與保壓閥配合使用。有彈簧式及氮?dú)馐絻煞N，在本例中選用的為彈簧式。

（5）保壓閥：可簡(jiǎn)單聯(lián)接雙動(dòng)油缸，并在切斷油壓源后也能保證較長(zhǎng)時(shí)間保持夾緊回路壓力無(wú)泄漏，常與蓄能器配合使用。

（6）夾緊器：有旋轉(zhuǎn)式、杠桿式、直線(xiàn)式等用于工件的夾緊。

常用液壓元件以標(biāo)準(zhǔn)化，且有專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)廠(chǎng)家供應(yīng)。需要時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求，在各供應(yīng)商提供的選型樣本上選擇相應(yīng)的型號(hào)。

3.5夾具的液壓原理圖

通過(guò)液壓工裝的動(dòng)作及液壓元件的功能，我們繪制出了該夾具的液壓原理圖如圖5。

圖5　液壓原理圖

3.6改進(jìn)后夾具成品驗(yàn)證

我們將改進(jìn)后的夾具制造完成后進(jìn)行了驗(yàn)證，制造完成的成品工裝見(jiàn)圖6所示。

圖6　制造完成的成品工裝

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，改進(jìn)后的夾具人員勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減輕，裝夾效率提高3倍，加工產(chǎn)品檢測(cè)符合圖紙要求。

4、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)原有夾具的技術(shù)改造來(lái)實(shí)現(xiàn)夾具的自動(dòng)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率是一種可行的技術(shù)手段，為我們?cè)诤罄m(xù)的改進(jìn)和應(yīng)用中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 方昆凡主編.工程材料手冊(cè)黑色金屬材料卷北京:北京出版社2002.

[2] 李鐵堯主編.金屬切削機(jī)床.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990.

[3] 畢承恩,丁乃建主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床（上、下冊(cè)）.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991

[4] 陳秀寧主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).杭州:浙江大學(xué)出版社,1993.

[5] 樊東黎,徐躍明,佟曉輝.主編熱處理工程師手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[6] 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.

[7] 艾興.肖詩(shī)綱主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.

[8] 楊叔子主編.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.

[9] 趙如福主編.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1990.

[10] 吳岳琨.金屬切削原理與刀具.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1979.

Design improvement of support vehicle

Tan Hongbo, Li Xin, Ren Xiaojuan
(Shaanxi Heavyduty Axle Co., LTD, Shaanxi Xi'an 710200)

In the traditional mechanical manufacturing industry, Using automated jig to replace the traditional manual fixture to become thedevelopment of the industry. Automation equipment of high stability and efficiency of the clamping well satisfy the purpose of the enterprise to improme product quality and production efficiency.

Automation; Fixture; Efficiency

∶U468.2+2

∶A

∶1671-7988 (2016)09-228-03

譚宏博（1983-），男，就職于陜西漢德車(chē)橋有限公司寶雞分公司，主要研究方向工裝、模具、非標(biāo)設(shè)備、輔具的設(shè)計(jì)，工藝過(guò)程開(kāi)發(fā)、制造現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)服務(wù)等。