激光打標(biāo)專用夾具設(shè)計(jì)

周超杰 陶晨聰

【摘要】產(chǎn)品追溯在如今的機(jī)械制造業(yè)中起著十分重要的作用，使用激光打標(biāo)對產(chǎn)品零件進(jìn)行標(biāo)識在制造過程中越來越常見。由于通用夾具進(jìn)行激光打標(biāo)時效率低下且標(biāo)識一致性難以保證，現(xiàn)設(shè)計(jì)了一種專用夾具用于某些軸類零件。

【關(guān)鍵字】產(chǎn)品追溯;激光打標(biāo);專用夾具

【Abstract】Product traceability plays a very important role in today's mechanical manufacturing industry. It is more and more common to use laser marking to identify product parts in the manufacturing process. Due to the low efficiency of laser marking with universal fixture and the difficulty to ensure the consistency of marking， a special fixture is designed for some shaft parts.

【Key words】Product traceability;Laser marking;Special fixture.

0 引言

現(xiàn)如今機(jī)械零件加工中十分注重產(chǎn)品零件可追溯性，因此產(chǎn)品的可追溯性標(biāo)識尤其重要， 當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)問題后可根據(jù)此標(biāo)識信息反推整個產(chǎn)品，找出問題發(fā)生的真正原因并為改善產(chǎn)品品質(zhì)提供依據(jù)。激光打標(biāo)可在零件表面形成各種文字及符號，由于使用激光打標(biāo)十分快捷簡便，現(xiàn)零件的產(chǎn)品標(biāo)識多使用激光打標(biāo)機(jī)來完成。激光打標(biāo)主要步驟分為兩步：裝夾及打標(biāo)，其中打標(biāo)由電腦軟件控制，與工人操作關(guān)聯(lián)小，難以提升加工效率，而裝夾耗時與工人熟練度及夾具有著深刻的聯(lián)系。因此，提升激光打標(biāo)工序效率關(guān)鍵在裝夾部分?；诩す獯驑?biāo)某些零件時通用夾具無法做到產(chǎn)品標(biāo)識的一致性及合格率且工作效率低下，現(xiàn)設(shè)計(jì)了一種為某軸類零件激光打標(biāo)專用夾具，目的是提升激光打標(biāo)工作效率并且使得產(chǎn)品標(biāo)識一致。該軸零件如圖1所示。

1專用夾具結(jié)構(gòu)

本夾具主要由由固定底板、標(biāo)準(zhǔn)V型塊、固定擋板、專用卡塊等組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

該專用夾具按照軸零件尺寸設(shè)計(jì)，可直接將該軸類零件放置在此夾具上并進(jìn)行激光打標(biāo)。

1.1裝夾原理

零件由該軸類零件在頭部齒輪區(qū)存在一槽，使得原本軸向完全對稱的回轉(zhuǎn)體零件不再完全對稱，而激光打標(biāo)要求標(biāo)識應(yīng)具有一致性。該專用夾具設(shè)計(jì)了一個專用卡塊與零件齒輪部位的空槽貼合，能夠使零件在裝夾時能夠快捷的定位，專用卡塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

卡塊的外形與軸零件完全契合，此設(shè)計(jì)可使得零件在裝夾時不需要工人進(jìn)行對正，大大縮短裝夾時間，且零件在軸向方位固定，即可固定激光打標(biāo)標(biāo)識所在位置，大大增加標(biāo)識在零件上位置的一致性。零件與夾具裝夾后如圖4所示。

2 專用夾具及通用夾具對比實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)共分為A、B、C、D四組，其中A、B組為有經(jīng)驗(yàn)的工人，C、D組為無經(jīng)驗(yàn)的工人，A、C組使用專用夾具，B、D組使用通用夾具（通用夾具只由座板、V型塊兩部分組成）。每組共5人，每人使用激光打標(biāo)機(jī)打印標(biāo)識二十個零件，測量每組零件打標(biāo)的平均用時并觀察標(biāo)識的一致性及合格性。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)后得出：A、B、C、D四組在每個零件的裝夾上的平均耗時分別為：5s、15s、8s、30s。其中A、C組的一致性明顯大于B、D組，B組一致性較好，D組一致性較差。A、B、C組的合格率均為100%，而D組合格率為99%。

時間效率提升公式（t1為改善前用時，t2為改善后用時）

由數(shù)據(jù)可以得出使用專用夾具后，無論是原有經(jīng)驗(yàn)的工人還是無經(jīng)驗(yàn)的工人，激光打標(biāo)時裝夾所耗費(fèi)的用時大大減少，即工作效率得到了提高。零件標(biāo)識的一致性通過專用夾具固定后也得到了大幅提升。此外，該夾具裝夾對于工人的技術(shù)要求低，即使是無經(jīng)驗(yàn)的工人裝夾也能夠很快的完成，這對于通用夾具來說是難以實(shí)現(xiàn)的。

3 結(jié)論

現(xiàn)如今產(chǎn)品追溯在機(jī)械生產(chǎn)過程中越來越重要，激光打標(biāo)也顯得尤為重要。激光打標(biāo)專用夾具的設(shè)計(jì)對于提升工作效率具有極大的意義。 此專用夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作簡易，對于結(jié)構(gòu)類似的軸類零件，只需稍加改變便可使用，是一種有效的改進(jìn)方法。

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作者簡介：周超杰（1992-），男，助理工程師，從事的專業(yè)方向：機(jī)電一體化。