同設備多夾具快速安裝定位

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司機匣加工廠，遼寧 沈陽 110043）

同設備多夾具快速安裝定位

趙冬梅 陳要武 輝春梅

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司機匣加工廠，遼寧 沈陽 110043）

同設備加工多個零件過程中，更換工裝及找正占用很多時間，單件加工的零件工裝更換更為頻繁，加工效率極其低下，夾具快速安裝定位是急需解決的問題。本文介紹了在現場零件生產中，典型零件的工裝快換過程，包括快換工裝的結構原理及應用情況，工藝改進，應用效果等。

快換；效率；方案實施

面對生產任務的逐年增加，在現有生產條件下，提高生產效率是技術部門不斷努力的方向。機械加工過程要降低成本、提高生產效率，就要從最重要的環節工藝設計及工裝準備入手。快換夾具的應用，就是實現這一目標的必要措施，零件安裝在應用快換夾具的機床上就可以實現加工，減少了頻繁更換夾具及找正時間，對整體的生產效率提高起到非常重要的作用。

1 項目概述

按生產實際，選取實際加工中的瓶頸設備及零件加工批量大的零件，同時依據零件的結構進行劃分，選取結構類似，直徑尺寸差相對較小的零件進行全部實現工裝快換，且實現安裝夾具及找正時間從原來的40分鐘降低至10分鐘。

2 方案實施

2.1 現狀分析

機械加工現有生產模式主要體現在工裝應用落后,效率低下,工人加工零件時裝夾及找正時間長，特別是單件或小批生產頻繁更換工裝時，大多數時間都是在安裝夾具及找正。這種情況下，快換夾具的應用，是提高生產效率的最佳方式。

2.2 快換工裝結構原理

快換夾具的設計理念是實現快速換裝及快速定位，這就要求夾具與機床花盤之間有一個可以實現快速換裝及定位的中轉機構，依托先進的零點定位元件，設計制造一標準底盤，用來連接夾具與機床。而夾具和底盤的連接定位及鎖緊依靠精密排列的零點定位元件系統來實現，其配合精度0.005，滿足使用需求。零點定位元件系統的夾緊部分裝在底盤上，定位部分裝在夾具上。

底盤根據機床工作臺設計為圓盤或方形結構，在底盤上設計5個零點定位元件，其中底盤正中心1處，圓周均布4處，中心處零點定位元件用于定心，精度要求最高，位置度為0.01，圓度為0.003，平面度達到0.005，可用于找正底盤；其余零點定位元件位置度為0.01，以中心處零點定位元件圓心為基準。底盤上開有6處連接孔，分別按3處、4處均布，便于連接底盤與機床花盤。

夾具部分與普通夾具基本一致，僅在底面開5個孔，用于固定與底盤相連的定位部分鎖緊銷，孔的分布與底盤上5處聯接件分布位置一致，位置度及精度要求也與底盤相應位置要求保持一致， 夾具定位面與中心連接孔保證同軸，同時要注意夾具底盤平面度要求必須要高，實際設定為0.005，以確保夾具與底盤的相對位置度。

聯接件為零點定位元件，此元件與其它連接方法相比有鎖緊容易、反應速度快、定位準確等優點，鎖緊結構為氣動鎖緊，使用時通過底盤上設置的通氣閥對底盤內部進行加壓，通過氣壓驅動安裝在底盤上的5個鎖緊套，當氣壓達到鎖緊套解鎖壓強后，鎖緊球在內部機械結構作用下自動由中心向四周移動，釋放鎖緊套中心空間，然后將夾具定位部分鎖緊銷插入底盤定位孔內，確保定位銷完全進入后停止供氣，釋放底盤內氣壓達到普通大氣壓后，底盤內的定位鎖緊套結構發生作用，使定位鎖緊球自動移向中心，鎖死鎖緊銷，實現定位及鎖緊作用。

2.3 工藝改進過程

為推廣使用快換工裝，節約夾具數量，對零件定位尺寸進行統一。為規范快換夾具的使用方法，完善使用方案，依據現場使用經驗，編制了使用操作說明書和使用指導文件。

2.4 應用過程

將夾具底座固定在花盤上，將螺母按對稱方式初步鎖緊，鎖緊力矩不大于10N，松開吊帶。找正夾具底座中心處的鋼球自鎖系統突出處外圓，圓周跳動不大于0.005，平面跳動不大于0.005，將螺母順時針方向完全鎖緊，鎖緊力矩不大于15N。然后將夾具上的鋼球自鎖系統與底座上的鋼球自鎖系統大概對齊，并盡可能的推入底座的相配孔中，扶穩夾具，將底座的進氣閥門與供風系統相連，打開空氣閥，待底座上的鋼球自鎖系統完全打開后，將夾具向底座方向推入，使底座與夾具上的鋼球自鎖系統緊密配合，斷開進氣閥門與供風系統的連接，待底盤內氣壓將至額定壓力后，鋼球自鎖系統完全鎖死，夾具固定完成，不需要找正及壓緊過程。

零件安裝與正常裝夾零件相同，對于漲胎或精密定位的夾具，不需要零件找正及校正，裝夾后可直接加工，對于非精密定位的夾具，安裝零件后需要對零件找正面進行校正，確定零件位置準確再加工。零件加工過程與應用普通夾具加工過程完全相同。

零件加工完畢后，將底盤上的進氣閥門與供風系統連接，打開開關，向底盤上的鋼球自鎖系統加壓，待鋼球自鎖系統完全打開后，將夾具向與底盤相反的方向拉出，待夾具與底盤完全分離后，將夾具移至安全位置，斷開進氣閥門與供風系統的連接，完成夾具拆卸；將進氣閥門與供風系統連接，打開開關，待鋼球自鎖系統完全打開后安裝好保護罩，斷開進氣閥門與供風系統的連接。

2.5 應用效果

安裝底盤，找正圓周跳動0.005，夾具安裝結束后打表檢測夾具找正帶圓跳為0.01左右，從精度方面能夠滿足零件需求。安裝底盤，找正合格時間為40分鐘左右，夾具裝夾時間為5分鐘左右，鎖緊機構解鎖時間為3s～5s。在加工下一種零件時只需更換夾具即可，無需更換底盤，大大提高了零件的裝夾找正時間。相較于普通夾具每更換一次裝夾找正需要30-60分鐘，快換夾具的安裝要方便快捷的多，而且降低了操作者的勞動強度。通過對多個零件及工序使用快換夾具進行驗證，應用后提高效率明顯，有效加工時間提高12.5%，得到操作者的一致好評。

結語

應用快換工裝的意義就在于加工下一種零件時只需更換夾具即可，無需更換底座，夾具與底座實現快速換裝，從而提高有效加工時間。由于此類工裝價格相對普通工裝高，應先從發揮優勢的方面推廣，通過現場應用，總結此類工裝適合如下情況的應用，更能快速發揮優勢。

（1）設備方面：多臺同類型、加工尺寸范圍相近設備，可共同使用同一規格的底座；雙工作臺的設備，其中一個工作臺加工零件，另一個工作臺可實現零件裝夾，兩項工作同時進行。

（2）零件結構方面：結構尺寸接近的同類型零件種類越多越好，可以使用相同規格的底座，節約工裝成本。

（3）生產批量方面：生產批量越大越好，更換夾具的次數相對較少，利于工裝成本降低。

[1]尤福禎，岳新生.一面一銷定位夾具的定位銷高度計算[J].機械制造，2001（04）.

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