利用回轉(zhuǎn)式夾具及工作臺的銑床設(shè)計應(yīng)用

王浩宇，馬永偉，黃波

（江蘇高創(chuàng)機(jī)電制造有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

利用回轉(zhuǎn)式夾具及工作臺的銑床設(shè)計應(yīng)用

王浩宇，馬永偉，黃波

（江蘇高創(chuàng)機(jī)電制造有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

本次設(shè)計的銑床夾具，利用回轉(zhuǎn)式工作臺的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)對批量工件流水線加工，節(jié)省了空間和輔助設(shè)備，同時減少了工件生產(chǎn)時的機(jī)動工時和輔助工時。應(yīng)用實踐表明，該夾具方便裝夾，維護(hù)方便，可以在保證加工工件的質(zhì)量前提下，極大提高批量產(chǎn)品的銑削加工效率。

銑床設(shè)計；回轉(zhuǎn)式夾具；工作臺

1 概述

銑床用工裝夾具是在銑削加工工件時用來迅速緊固工件，使機(jī)床、刀具、工件保持正確相對位置的工藝裝置，其作用是使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，是銑床加工常用附件設(shè)備。目前國內(nèi)銑床加工工件，是在工作臺上單件裝夾生產(chǎn)，或者一次裝夾多件加工。此種工裝夾具在工件加工完成后，需要關(guān)停銑床主機(jī)，調(diào)整刀具位置，從而造成單價工件生產(chǎn)時的機(jī)動時間和輔助工時加長，生產(chǎn)效率較低。此外，傳統(tǒng)的銑床夾具對操作者的技能要求也比較高，需要操作者熟練掌握銑床的操作技能，刀具進(jìn)給速度等。機(jī)床主機(jī)的反復(fù)關(guān)停、啟動，會加速機(jī)床老化速度，容易造成機(jī)床、刀具的損壞和事故的發(fā)生。本文介紹一種以回轉(zhuǎn)式工作平臺替代直線型流水線生產(chǎn)的夾具設(shè)計方案，可以較好彌補(bǔ)傳統(tǒng)銑床夾具存在的不足，是一種提高加工生產(chǎn)效率的創(chuàng)新思路。

2 夾具結(jié)構(gòu)及工作原理

該夾具裝置由工裝夾具本體和驅(qū)動裝置組成，如圖1所示。

圖1 回轉(zhuǎn)式工作平臺工裝夾具本體

驅(qū)動裝置動力由電機(jī)提供，包含傳動、固定和防護(hù)裝置; 該回轉(zhuǎn)式氣動工裝夾具固定在工作臺中心，夾具座通過螺栓固定在氣缸座中心位置，夾具座中心處開有通孔，夾具座形狀為正多邊形且每邊對應(yīng)一個工位，該工位包括氣缸支架、氣缸、限位塊、氣缸連接桿、銷和壓塊；氣缸支架通過螺栓固定在氣缸座，氣缸支架豎直端面安裝有氣缸；所述氣缸連接桿一端通過螺栓與氣缸連接，氣缸連接桿另一端通過銷與壓塊連接；限位塊置于夾具座與氣缸支架之間，并通過螺栓固定在氣缸座上；氣缸中心線與夾具座各邊的中心線重合，如圖2所示，該夾具有八工位組成，各工位圓周均布在回轉(zhuǎn)工作臺上，回轉(zhuǎn)工作臺圓周運動，從而實現(xiàn)各工位的流水線運轉(zhuǎn)。

圖2 回轉(zhuǎn)式工裝夾具工位圖

工作原理為：加工前預(yù)先將工件置于準(zhǔn)備工位夾具體的上面和側(cè)面，下部卡在限位塊上，當(dāng)該工位旋轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn)擋鐵一端入口,行程開關(guān)動作，對應(yīng)的電磁換向閥通電，將壓縮空氣導(dǎo)入該工位的氣缸，氣缸連接桿向前推動壓塊夾緊工件，同時工件隨著回轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)，被銑床主軸上的旋轉(zhuǎn)銑刀切削。加工結(jié)束，該工位旋轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn)擋鐵另一端出口時，行程開關(guān)斷開，電磁換向閥換向，氣缸后退至最小行程位置，工件被松開、取出夾具體。由此，八個工位上工件的交替運動，可以達(dá)到不停機(jī)自動夾緊與松開工件的銑削加工效果。

表1 兩種加工工裝的對比示例

3 技術(shù)優(yōu)勢

回轉(zhuǎn)式氣動工裝夾具是以回轉(zhuǎn)式工作平臺替代直線型流水線生產(chǎn)，相對于傳統(tǒng)工裝夾具，在加工使用中的主要優(yōu)點如下（圖3、表1）。

（1）在節(jié)省空間和設(shè)備的前提下，實現(xiàn)了工件流水線的批量化生產(chǎn)，提高了勞動生產(chǎn)率，同時機(jī)床主機(jī)減少啟停次數(shù)，降低了刀具損耗率及設(shè)備維修率；

（2）采用氣動氣缸裝夾，結(jié)構(gòu)簡單、輕便安全、安裝維護(hù)簡單，不污染環(huán)境及工件，成本低，并且氣動元件可靠性高，使用壽命長，輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易；

（3）各工位的氣路和電路各自并聯(lián)，相互獨立，降低了制造的難度和安裝的精度，也易于更換。

4 應(yīng)用效果

經(jīng)實際生產(chǎn)加工后，改進(jìn)后的回轉(zhuǎn)式氣動工裝較傳統(tǒng)的工裝具有顯著的優(yōu)勢：第一，對操作人員的操作技能要求明顯下降；第二，零件裝夾的安全性提升；第三，減少了操作人員的勞動強(qiáng)度；第四，改進(jìn)后的加工效率較傳統(tǒng)加工效率提高10倍以上；第五，設(shè)備的故障率減小。

5 結(jié)語

本設(shè)計夾具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新了銑削加工的批量生產(chǎn)方式，利用回轉(zhuǎn)式工作平臺替代直線型流水線生產(chǎn)，通過電氣元件、電磁閥控制氣缸動作，結(jié)構(gòu)簡單、裝夾簡易快捷。應(yīng)用實際生產(chǎn)后，極大地提高了勞動生產(chǎn)效率，并且縮短了工件的生產(chǎn)周期。本設(shè)計思路也可以推廣到其它機(jī)械加工設(shè)備，改變其加工設(shè)備的工藝水平。

圖3 改進(jìn)前后加工實例對比

[1]蘭建設(shè)，吳銳，余承輝，等. 機(jī)械制造工藝與夾具[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]王先逵．機(jī)械加工工藝手冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]王俊洲，張曉娟，趙淑娟．氣動與液壓技術(shù)[M]．成都：西南交通大學(xué)出版社 ，2015.

[4]薛源順．機(jī)床夾具設(shè)計[M]．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

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