淺淡自動(dòng)化加工中機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

金明來，曹春風(fēng)，楊玉龍

（大連思海自動(dòng)化設(shè)備有限公司，遼寧 大連 116600）

1 總體方案設(shè)計(jì)

從加工工藝出發(fā)，確定工件基準(zhǔn)點(diǎn)、中心線、主軸相對(duì)位置、上料高度、上料形式、夾具的形式及定位高度，選擇合適的定位夾緊方式。

2 定位方式的選取

所謂定位就是限制工件的6個(gè)自由度，即XYZ三個(gè)移動(dòng)方向自由度，和繞XYZ轉(zhuǎn)動(dòng)方向的自動(dòng)度。當(dāng)被加工零件為毛坯，沒有定位孔，通常采用傳統(tǒng)的6點(diǎn)定位法，即在工件三個(gè)相互垂直的平面上，分別設(shè)為3個(gè)定位點(diǎn)，2個(gè)定位點(diǎn)，1個(gè)定位點(diǎn)。當(dāng)工件有工藝定位銷孔時(shí)，通常采用“一面兩銷”的定位方式，即為一個(gè)定位面，一圓銷，一菱銷。這種定位方式比較簡(jiǎn)單，這里有幾點(diǎn)注意的地方：第一，菱銷的角度方向應(yīng)與圓銷連線方向垂直，保證定位精度最為準(zhǔn)確（見圖1）；第二，工件定位銷孔在后續(xù)工序還有應(yīng)用時(shí)，為保證銷孔精度不被本工序夾具上定位銷插拔破壞，粗加工工序定位用工件定位銷孔的淺孔處，精加工工序用銷孔的深孔處，這樣便可以保證加工精度（見圖2）；第三，定位塊要增加定位面沖屑及漏氣檢測(cè)，防止自動(dòng)上料時(shí)切屑在定位面上，影響加工精度；第四，定位銷與定位塊及其他易損件要與整條生產(chǎn)線上的其他夾具相統(tǒng)一，便于更換。

圖2 粗加工和精加工的插銷深度

3 夾緊方式的選取

夾緊點(diǎn)盡量與定位塊支撐在同一直線上（見圖3），且夾緊點(diǎn)作用在工件剛性好的有筋的位置處（見圖4），確保夾緊力作用在定位支撐塊上，且夾緊后工件沒有變形，保證后續(xù)加工精度。夾緊力的大小須經(jīng)過核算，保證油缸選取的正確，夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力，足以抵抗加工產(chǎn)生的切削力，且定位塊在允許的應(yīng)力范圍內(nèi)。必要時(shí)需增加輔助支撐，方向一定要與切削力的方向相反，以此抵抗切削力。當(dāng)加工方式為銑削加工時(shí)，切削力較大，夾爪應(yīng)增加自鎖功能，防止加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)夾緊的位置為毛坯時(shí)，要用浮動(dòng)夾緊，防止因工件尺寸變化對(duì)夾緊效果產(chǎn)生影響。同時(shí)，夾緊力要轉(zhuǎn)換為夾具內(nèi)力，如同雙手抱著工件一樣，不可以設(shè)計(jì)成上下相向夾緊的形式，如同兩個(gè)人對(duì)立而站，分別用雙手推著工件一樣，這種形式不穩(wěn)定，會(huì)將夾緊力轉(zhuǎn)化為使上下夾具形變的力。

圖3 夾緊點(diǎn)與定位塊的位置

圖4 夾緊力的作用力方向

4 干涉檢查

由于夾具在加工中處于核心位置，工件、刀具、機(jī)床及防護(hù)門、工件輸送裝置都可能會(huì)與其發(fā)生干涉，且夾具內(nèi)部也有很多夾緊、推靠、輔助支撐等動(dòng)作，因此，設(shè)計(jì)時(shí)干涉檢查尤為重要。首先要熟悉整個(gè)機(jī)床的動(dòng)作循環(huán)，從上料、夾緊、加工循環(huán)開始，卸料及夾具空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將整個(gè)動(dòng)作軌跡在二維圖紙的三視圖上反復(fù)模擬確認(rèn)，或者在三維圖上做不同狀態(tài)下的干涉檢查。刀具在切削過程中容易與夾具發(fā)生干涉，應(yīng)該按照加工時(shí)的走刀軌跡做干涉檢查。

5 結(jié)語

如果有切屑液，要考慮切削對(duì)電氣元件的影響，并做好防護(hù)。自動(dòng)化連續(xù)加工時(shí)，要考慮排屑得及時(shí)，夾具體沖屑面的角度盡可能大一些。如果多種工件在同一臺(tái)夾具上加工，應(yīng)考慮夾具的通用性，更換機(jī)種時(shí)，需要簡(jiǎn)單可行，定位準(zhǔn)確，無需重新調(diào)整精度，減少輔助加工的時(shí)間，提高加工效率。后續(xù)的維修保養(yǎng)應(yīng)方便，易損件的更換要簡(jiǎn)單，禁忌為拆一個(gè)零件，大拆夾具。夾具體的設(shè)計(jì)要考慮加工工藝性，起吊孔的位置設(shè)定要考慮安裝工藝性。夾具體內(nèi)部走油路時(shí)，材料應(yīng)選為鋼件，防止選擇鑄件時(shí)內(nèi)部有沙眼氣孔，內(nèi)部交叉油路容易發(fā)生串腔，從而增加加工難度及成本。