底板零件專用夾具的設(shè)計

楊強(qiáng)華

（廣州市工貿(mào)技師學(xué)院，廣州 510425）

加工中使用的組合式夾具在機(jī)床夾具中占有較為重要的地位。組合夾具精度會直接影響加工工件的位置精度和表面精度[1]。夾具設(shè)計的定位精度高低是衡量設(shè)計質(zhì)量的指標(biāo)，也是加工工件質(zhì)量穩(wěn)定的保證。設(shè)計的夾具要具有降低勞動強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率、降低經(jīng)濟(jì)成本、排屑方便、操作簡單安全且省力、便于制造以及容易維護(hù)等特點。夾具的設(shè)計一般會在制訂加工工藝后按工序的具體要求制定相關(guān)裝夾方法，且在制訂工藝過程中也要充分考慮夾具的可實施性。如果夾具與加工工藝有出入，可以提出必要的修改意見，使二者能夠互相調(diào)整[2-3]。

1 專用夾具設(shè)計的基本要求

高品質(zhì)的專用固定夾具裝置應(yīng)滿足以下基本要求。

（1）生產(chǎn)管理效率高。專用夾具的復(fù)雜程序應(yīng)盡量簡單化，與生產(chǎn)零件相適應(yīng)，盡量采用高效快速的裝夾機(jī)構(gòu)。此外，工裝輔助時間要短，操作要方便簡單，從而縮短加工時間和提高生產(chǎn)效率。

（2）加工精度高。在加工時應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)、定位部件和定位方法，以保證工件加工精度。如有誤差，還需進(jìn)行定位系統(tǒng)誤差數(shù)據(jù)分析，并做出相應(yīng)的調(diào)整，同時充分考慮夾具中其他定位部件結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求[4]。

（3）工藝性能好。專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單化和合理化，以方便制造、裝配、調(diào)整、檢驗和維修等。專用零件夾具的制造屬于單件生產(chǎn)的部件，當(dāng)最終精度需要進(jìn)行調(diào)整或修改時，應(yīng)有可以調(diào)整和修改裝配工藝的結(jié)構(gòu)。

（4）使用性能好。專用夾具的操作應(yīng)簡單方便、省力、安全可靠。為了減少操作者的勞動強(qiáng)度，在客觀條件允許、經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡量使用氣動、液壓等機(jī)械化夾緊裝置。專用夾具還可以方便排屑，防止加工的切屑堆積帶來大量熱量造成的工藝系統(tǒng)變形[5]。必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具。

（5）經(jīng)濟(jì)性好。專用夾具力求結(jié)構(gòu)簡單化、制造難度低，以降低夾具的制造經(jīng)濟(jì)成本。同時，專用夾具盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具設(shè)計方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)管理效益。

2 夾具設(shè)計

本底板加工數(shù)量為1 500件，需要在6天內(nèi)完成加工任務(wù)。底板毛坯如圖1所示，底板零件如圖2所示。本零件的加工工作只是加工零件的外形，如果在臺虎鉗上加工，加工時要兩面調(diào)頭，且垂直度不好控制，因此需要更多的時間去調(diào)整定位，從而大大增加定位難度，最終導(dǎo)致勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品精度無法滿足生產(chǎn)需要。

圖1 底板毛坯

圖2 底板零件

為此，設(shè)計了一個專用于本產(chǎn)品外形加工的夾具，以滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率。夾具具有較好的定位，能夠一次安裝兩塊零件，且毛坯安裝時不占用機(jī)床時間。

由于零件產(chǎn)量大，加工時間短，為了能更好地完成任務(wù)，本夾具的設(shè)計由一個底座和可折裝定位夾具組成，夾具結(jié)構(gòu)和各部分零件如圖3所示。毛坯的安裝在機(jī)床外進(jìn)行，可以大大減少機(jī)床的等待時間。在加工中心或普通機(jī)床加工中只需要對底座進(jìn)行定位，毛坯在機(jī)床外完成安裝后把活動的夾具安裝到底座上即可進(jìn)行加工。底座與定位夾具中利用錐度定位配合，從而達(dá)到需要的加工精度。

圖3 夾具的結(jié)構(gòu)和各部分零件圖

3 定位的設(shè)計

在X軸和Y軸的定位中，采用定位套的錐度同心定位原理進(jìn)行定位。通過螺絲鎖緊限制X軸和Y軸的4個自由度，同時以可折裝夾具與螺絲緊固限制Z軸的2個自由度。在實際加工過程中，X和Y與孔的距離誤差很小，且產(chǎn)生的誤差大小由孔的精度決定。孔的精度越高，所加工的外形尺寸精度越高。

本夾具夾緊時只需用螺栓夾緊，各圓柱不能因過大的夾緊力而產(chǎn)生變形，同時工件也不能因受切削力的作用而產(chǎn)生變形，所以要注意夾緊的力度和編程時的工藝合理性，減少外形變形問題。

本套夾具使用時主要是找正底座，并不需要找正毛坯。在機(jī)床外把毛坯先安裝到可拆夾具部件上，等到機(jī)床上的工件加工完成后拆下可拆夾具，再換上已安裝了新毛坯的可拆夾具即可馬上進(jìn)行加工，大大縮短了加工準(zhǔn)備時間。

4 結(jié)語

按照底板的加工要求，為實現(xiàn)操縱簡單、合理，保證工件的加工質(zhì)量，做到低成本、高效率，需要從安全、省時、省力以及維護(hù)簡單等方面出發(fā)設(shè)計專用夾具，從而保證在有限的時間內(nèi)保質(zhì)保量地完成加工任務(wù)。