金明來 曹春風(fēng) 楊玉龍

【摘 要】在自動化加工中，夾具與機(jī)床、刀具組合為最重要的三部分，其中，夾具為核心環(huán)節(jié)，它連接著工件、機(jī)床、刀具。在設(shè)計(jì)的過程中需要考慮很多方面，如加工工藝、定位精度、夾緊、整體剛性、排屑方便、不受切削力影響和維修保養(yǎng)方便等?？傊?，夾具設(shè)計(jì)成功與否直接影響零件的加工精度及質(zhì)量。

【Abstract】The combination of fixture， machine tool and cutter is the most important part in automatic machining. Among them， the fixture is the core link， which is connects the workpiece， machine tool and cutter. We need to consider many aspects in the design process， such as processing technology， positioning accuracy， clamping， overall rigidity， convenient chip removal， not affected by the cutting force and convenient maintenance. In short， the success of fixture design directly affects the machining accuracy and quality of the parts.

【關(guān)鍵詞】定位;夾緊;干涉檢查

【Keywords】 location; clamping; interference check

【中圖分類號】TH12;TG75 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）02-0175-02

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)移動方向自由度，和繞XYZ轉(zhuǎn)動方向的自動度。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，防止自動上料時(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。

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。當(dāng)夾緊的位置為毛坯時(shí)，要用浮動夾緊，防止因工件尺寸變化對夾緊效果產(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)人對立而站，分別用雙手推著工件一樣，這種形式不穩(wěn)定，會將夾緊力轉(zhuǎn)化為使上下夾具形變的力。

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，要考慮切削對電氣元件的影響，并做好防護(hù)。自動化連續(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。