利用回轉(zhuǎn)式夾具及工作臺(tái)的銑床設(shè)計(jì)應(yīng)用

王浩宇，馬永偉，黃波

（江蘇高創(chuàng)機(jī)電制造有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

利用回轉(zhuǎn)式夾具及工作臺(tái)的銑床設(shè)計(jì)應(yīng)用

王浩宇，馬永偉，黃波

（江蘇高創(chuàng)機(jī)電制造有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

本次設(shè)計(jì)的銑床夾具，利用回轉(zhuǎn)式工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)批量工件流水線(xiàn)加工，節(jié)省了空間和輔助設(shè)備，同時(shí)減少了工件生產(chǎn)時(shí)的機(jī)動(dòng)工時(shí)和輔助工時(shí)。應(yīng)用實(shí)踐表明，該夾具方便裝夾，維護(hù)方便，可以在保證加工工件的質(zhì)量前提下，極大提高批量產(chǎn)品的銑削加工效率。

銑床設(shè)計(jì)；回轉(zhuǎn)式夾具；工作臺(tái)

1 概述

銑床用工裝夾具是在銑削加工工件時(shí)用來(lái)迅速緊固工件，使機(jī)床、刀具、工件保持正確相對(duì)位置的工藝裝置，其作用是使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，是銑床加工常用附件設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)銑床加工工件，是在工作臺(tái)上單件裝夾生產(chǎn)，或者一次裝夾多件加工。此種工裝夾具在工件加工完成后，需要關(guān)停銑床主機(jī)，調(diào)整刀具位置，從而造成單價(jià)工件生產(chǎn)時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助工時(shí)加長(zhǎng)，生產(chǎn)效率較低。此外，傳統(tǒng)的銑床夾具對(duì)操作者的技能要求也比較高，需要操作者熟練掌握銑床的操作技能，刀具進(jìn)給速度等。機(jī)床主機(jī)的反復(fù)關(guān)停、啟動(dòng)，會(huì)加速機(jī)床老化速度，容易造成機(jī)床、刀具的損壞和事故的發(fā)生。本文介紹一種以回轉(zhuǎn)式工作平臺(tái)替代直線(xiàn)型流水線(xiàn)生產(chǎn)的夾具設(shè)計(jì)方案，可以較好彌補(bǔ)傳統(tǒng)銑床夾具存在的不足，是一種提高加工生產(chǎn)效率的創(chuàng)新思路。

2 夾具結(jié)構(gòu)及工作原理

該夾具裝置由工裝夾具本體和驅(qū)動(dòng)裝置組成，如圖1所示。

圖1 回轉(zhuǎn)式工作平臺(tái)工裝夾具本體

驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)力由電機(jī)提供，包含傳動(dòng)、固定和防護(hù)裝置; 該回轉(zhuǎn)式氣動(dòng)工裝夾具固定在工作臺(tái)中心，夾具座通過(guò)螺栓固定在氣缸座中心位置，夾具座中心處開(kāi)有通孔，夾具座形狀為正多邊形且每邊對(duì)應(yīng)一個(gè)工位，該工位包括氣缸支架、氣缸、限位塊、氣缸連接桿、銷(xiāo)和壓塊；氣缸支架通過(guò)螺栓固定在氣缸座，氣缸支架豎直端面安裝有氣缸；所述氣缸連接桿一端通過(guò)螺栓與氣缸連接，氣缸連接桿另一端通過(guò)銷(xiāo)與壓塊連接；限位塊置于夾具座與氣缸支架之間，并通過(guò)螺栓固定在氣缸座上；氣缸中心線(xiàn)與夾具座各邊的中心線(xiàn)重合，如圖2所示，該夾具有八工位組成，各工位圓周均布在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)圓周運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)各工位的流水線(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖2 回轉(zhuǎn)式工裝夾具工位圖

工作原理為：加工前預(yù)先將工件置于準(zhǔn)備工位夾具體的上面和側(cè)面，下部卡在限位塊上，當(dāng)該工位旋轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn)擋鐵一端入口,行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，對(duì)應(yīng)的電磁換向閥通電，將壓縮空氣導(dǎo)入該工位的氣缸，氣缸連接桿向前推動(dòng)壓塊夾緊工件，同時(shí)工件隨著回轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，被銑床主軸上的旋轉(zhuǎn)銑刀切削。加工結(jié)束，該工位旋轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn)擋鐵另一端出口時(shí)，行程開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電磁換向閥換向，氣缸后退至最小行程位置，工件被松開(kāi)、取出夾具體。由此，八個(gè)工位上工件的交替運(yùn)動(dòng)，可以達(dá)到不停機(jī)自動(dòng)夾緊與松開(kāi)工件的銑削加工效果。

表1 兩種加工工裝的對(duì)比示例

3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

回轉(zhuǎn)式氣動(dòng)工裝夾具是以回轉(zhuǎn)式工作平臺(tái)替代直線(xiàn)型流水線(xiàn)生產(chǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)工裝夾具，在加工使用中的主要優(yōu)點(diǎn)如下（圖3、表1）。

（1）在節(jié)省空間和設(shè)備的前提下，實(shí)現(xiàn)了工件流水線(xiàn)的批量化生產(chǎn)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)機(jī)床主機(jī)減少啟停次數(shù)，降低了刀具損耗率及設(shè)備維修率；

（2）采用氣動(dòng)氣缸裝夾，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便安全、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境及工件，成本低，并且氣動(dòng)元件可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易；

（3）各工位的氣路和電路各自并聯(lián)，相互獨(dú)立，降低了制造的難度和安裝的精度，也易于更換。

4 應(yīng)用效果

經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)加工后，改進(jìn)后的回轉(zhuǎn)式氣動(dòng)工裝較傳統(tǒng)的工裝具有顯著的優(yōu)勢(shì)：第一，對(duì)操作人員的操作技能要求明顯下降；第二，零件裝夾的安全性提升；第三，減少了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；第四，改進(jìn)后的加工效率較傳統(tǒng)加工效率提高10倍以上；第五，設(shè)備的故障率減小。

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)夾具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新了銑削加工的批量生產(chǎn)方式，利用回轉(zhuǎn)式工作平臺(tái)替代直線(xiàn)型流水線(xiàn)生產(chǎn)，通過(guò)電氣元件、電磁閥控制氣缸動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝夾簡(jiǎn)易快捷。應(yīng)用實(shí)際生產(chǎn)后，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，并且縮短了工件的生產(chǎn)周期。本設(shè)計(jì)思路也可以推廣到其它機(jī)械加工設(shè)備，改變其加工設(shè)備的工藝水平。

圖3 改進(jìn)前后加工實(shí)例對(duì)比

[1]蘭建設(shè)，吳銳，余承輝，等. 機(jī)械制造工藝與夾具[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

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[3]王俊洲，張曉娟，趙淑娟．氣動(dòng)與液壓技術(shù)[M]．成都：西南交通大學(xué)出版社 ，2015.

[4]薛源順．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

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1671-0711（2017）05（上）-0127-02