何平

【摘 要】針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)控加工機(jī)床單個(gè)工位加工效率低的不足，設(shè)計(jì)開發(fā)了多工位數(shù)控機(jī)床專用夾具。以方形鋁塊為加工對(duì)象，介紹了夾具的布局及工件加工流程和多工位專用夾具方案設(shè)計(jì)及工作原理兩方面內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】多工位；專用夾具；夾具布局

0 前言

數(shù)控加工技術(shù)作為一種先進(jìn)制造技術(shù)，在當(dāng)前零件加工中占有十分重要的位置[1]。多工位數(shù)控加工將多個(gè)加工工位布置在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床及機(jī)械手的聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)加工零件自動(dòng)裝夾，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，使加工過(guò)程緊湊，提高加工效率，保證加工精度，降低人工成本。

在數(shù)控加工中，數(shù)控夾具的設(shè)計(jì)和裝配是生產(chǎn)加工的重要組成部分[2]，數(shù)控夾具設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響零件的質(zhì)量和加工的效率，夾具的設(shè)計(jì)必須保證工件安裝簡(jiǎn)單，定位精確，夾緊力可靠。因此，如何設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)可靠的夾具及合理安裝布置夾具是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)重要研究課題[3]。本文以實(shí)現(xiàn)方形鋁塊表面多工位連續(xù)加工為樣本，設(shè)計(jì)開發(fā)數(shù)控專用夾具，對(duì)夾具在工作臺(tái)上的合理布局和夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程兩方面進(jìn)行探究。

1 工作臺(tái)布局及加工流程

多工位數(shù)控加工專用夾具布置如圖1所示，五工位均布，結(jié)構(gòu)相同，布局緊湊，分別進(jìn)行平面銑削、型腔銑削、曲面加工、校標(biāo)加工和鉆孔加工等五個(gè)工位加工。其加工流程為：首先通過(guò)控制系統(tǒng)操縱機(jī)械手夾持待加工件，由裝在機(jī)械手的感應(yīng)器讀取夾持鄰面的尺寸，然后根據(jù)尺寸數(shù)據(jù)調(diào)整機(jī)械手將待加工件準(zhǔn)確放到待加工工位①，同時(shí)執(zhí)行工位①平面加工，當(dāng)工位①加工完成，機(jī)床傳輸加工完成信號(hào)給機(jī)械手，機(jī)械手將工位①零件夾到待加工位②，并將待加工位①零件放入加工工位①，按此順序執(zhí)行后面加工操作直至五個(gè)面全部加工完成，最后由機(jī)械手將成品件放到指定區(qū)域。待所有工位都加工完成，工作臺(tái)重新移到工位①，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

2 夾具方案設(shè)計(jì)及工作原理

多工位數(shù)控加工專用夾具設(shè)計(jì)如圖2所示，主要由定位裝置和氣動(dòng)夾緊裝置兩部分組成[4]。

2.1 定位裝置

定位裝置主要由底板和三個(gè)定位塊組成，其中的兩個(gè)定位塊安裝在垂直相排布的同一平面上，從而限制了零件的部分自由度。為了減少設(shè)計(jì)步驟，簡(jiǎn)化加工工藝，縮短加工時(shí)間及節(jié)約加工成本，設(shè)計(jì)的三個(gè)定位塊在尺寸和外形上保持一致性，采用一次性線切割完成。為了保證及時(shí)清理切屑，保證連續(xù)定位精度，設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮排屑空間。

2.2 氣動(dòng)夾緊裝置

氣動(dòng)夾緊裝置主要由氣缸組件、中間連接塊和楔形塊組成。氣缸組件的氣缸桿鉸接中間連接桿，中間連接桿上設(shè)有斜導(dǎo)向面，斜導(dǎo)向面正對(duì)著楔形塊的楔形面，且落在楔形塊的來(lái)回伸縮軌跡上。為了滿足不同尺寸規(guī)格的方形鋁塊加工需求，在中間連接塊上設(shè)計(jì)了可調(diào)壓緊裝置，其裝置主要由螺桿和螺母組成，螺母固定在中間連接塊上，螺桿的一側(cè)端面旋入螺母后貫穿中間連接桿。

2.3 夾具工作原理

氣缸組件的氣缸桿通過(guò)帶動(dòng)整個(gè)中間連接件向工件夾緊方向移動(dòng)，在楔形塊和可調(diào)壓緊裝置的共同作用下，將方形鋁塊固定在工作臺(tái)上，使整個(gè)工件夾緊定位，實(shí)現(xiàn)氣缸桿單方向運(yùn)動(dòng)控制兩個(gè)垂直方向的夾緊力。

3 結(jié)論

本文從多工位數(shù)控加工專用夾具的布局和設(shè)計(jì)出發(fā)，重點(diǎn)介紹了多工位數(shù)控加工的流程、夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及夾具工作原理。夾具設(shè)計(jì)過(guò)程遵循一致性原則，具有較好的通用性，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾方便，布局合理，定位準(zhǔn)確。

【參考文獻(xiàn)】

[1]盛伯浩.我國(guó)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)況與技術(shù)發(fā)展策略[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2006（2）：17-21.

[2]黃劍波.數(shù)控機(jī)床夾具的發(fā)展[J].電子機(jī)械工程，2011，27（5）：33-36.

[3]張國(guó)政，韓江.多工序加工系統(tǒng)的數(shù)控夾具設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2012，29（11）：75-79.

[4]尤麗華，劉媛，李崇洋.基于CATIA平臺(tái)的夾具設(shè)計(jì)與組件的干涉檢驗(yàn)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010，7；226-228.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]