自動(dòng)化設備專(zhuān)用夾具的設計
自動(dòng)化設備專(zhuān)用夾具的設計
[摘 要]隨著(zhù)現代數控加工設備的高速的發(fā)展，設計合理、適合批量生產(chǎn)的專(zhuān)用夾具不僅能保證加工的穩定和產(chǎn)品質(zhì)量，而且能降低勞動(dòng)強度、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，從而降低生產(chǎn)成本，本文從夾具的定位設計、整體剛度設計、結構和夾緊力的設計、安裝設計以及夾具設計的發(fā)展趨勢等五方面論述了專(zhuān)用夾具的設計要點(diǎn)。
[關(guān)鍵詞]數控加工 專(zhuān)用夾具 五方面 設計要點(diǎn)
零件在加工的過(guò)程中夾具的定位固定是非常重要的，當定位不準確或加工中出現振動(dòng)，都會(huì )影響零件在加工中各段的精度，達不到設計的要求。
設計合理、適合批量生產(chǎn)的專(zhuān)用夾具不僅能保證加工的穩定和產(chǎn)品質(zhì)量。
并且能降低勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)效率、降低對工人技術(shù)的過(guò)高要求、實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，從而降低生產(chǎn)成本。
一、夾具的定位設計
工件的六個(gè)自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱(chēng)為完全定位。
當然工件定位時(shí)，并非所有情況下都必須使工件完全定位。
在滿(mǎn)足加工要求的條件下，少于六個(gè)支撐點(diǎn)的定位也是允許的。
采用此類(lèi)部分定位可簡(jiǎn)化定位裝置，在生產(chǎn)中應用很多。
如工件裝夾在電磁吸盤(pán)上磨削平面只需限制三個(gè)自由度。
過(guò)定位一般情況下，應該避免使用過(guò)定位，通常，過(guò)定位的結果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件(或定位件)產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過(guò)定位是應該避免的。
但是在某些條件下，合理地采用“過(guò)定位”，反而可以獲得良好的效果。
這對剛性弱而精度高的航空、儀表類(lèi)工件更為顯著(zhù)。
二、夾具的整體剛度設計
夾具不同于其他環(huán)節，他在工藝系統中有著(zhù)特殊地位，夾具的整體剛度對工件加工的動(dòng)態(tài)誤差產(chǎn)生著(zhù)非常特殊的影響。
當夾具的整體剛度遠大于其他環(huán)節，工件加工的動(dòng)態(tài)誤差基本上只取決于夾具的制造精度和安裝精度。
因此設計夾具時(shí)，對夾具的整體剛度應給予足夠重視。
如因工藝系統其他環(huán)節的剛度不足而引起較大的系統動(dòng)態(tài)誤差時(shí)，也可以采取修正夾具定位元件的方法進(jìn)行補償。
對一些切削力較大，振動(dòng)也大的夾具，還應盡可能降低夾具的重心，工件的加工表面應盡可能靠近工作臺，以提高夾具的穩定性，通常夾具體的高寬比H/B≤1～1.25為宜。
三、夾具結構和夾緊力的設計
1、夾具結構設計要點(diǎn)：
(1)能保證工件定位后占據正確位置。
(2)要保證工件在整個(gè)加工過(guò)程中的位置穩定不變，振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形。
(3)夾緊裝置的復雜程度與生產(chǎn)類(lèi)型相適應。
工件的生產(chǎn)批量越大，允許設計越復雜、效率越高的夾緊裝置。
(4)工藝性好，使用性好。
其結構應盡量簡(jiǎn)單，便于制造和維修;盡可能使用標準夾具零部件。
2、夾具夾緊力的設計
在傳統夾具設計中，定位元件、夾緊裝置結構的選擇、尺寸的確定，夾緊力的求解都需要設計人員完成;一般運用運動(dòng)學(xué)原理、幾何學(xué)原理和優(yōu)化設計技術(shù)對夾緊元件的布局和夾緊力進(jìn)行優(yōu)化設計，并對以下三個(gè)方面進(jìn)行研究分析：
(1)構建工件自由度模型和運動(dòng)學(xué)的定位方案模型，對自由度的限制數目和接觸點(diǎn)數進(jìn)行分析;
(2)對基準的定位誤差進(jìn)行分析計算;
(3)可利用接觸變形理論構建工件穩定性模型，對夾緊方案合理性進(jìn)行分析。
當然，工件的大小、加工部位、刀具、材料特性等多方面元素，一般計算的同時(shí)也結合經(jīng)驗去考慮，采用較大的夾緊方式，比如M16螺釘可以壓緊的，為了提高安全系數，一般選M18的螺釘。
四、夾具的安裝設計
夾具在機床工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設計時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。
定位鍵的結構尺寸已標準化，應按工作臺的T形槽尺寸選定(以T形槽為例)，它和夾具底座以及工作臺T形槽的配合為H7/h6、H8/h8。
兩定位鍵的距離應力求最大，以利提高安裝精度。
作為定位鍵的安裝是夾具過(guò)兩個(gè)定位鍵嵌入到工作臺的同一條T 形槽中，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。
如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側設置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和工作臺兩個(gè)T形槽間的距離一致。
五、夾具設計的發(fā)展趨勢
(1)標準化：夾具在實(shí)現通用性的前提下，為降低夾具本身的成本，朝著(zhù)標準化的方向發(fā)展，在通用夾具、組合夾具的基礎上，制造的夾具應盡量與標準化機床配套，有利于促進(jìn)機床夾具本身的商品化和規�；a(chǎn)，降低夾具自身成本。
(2)精密化：隨著(zhù)社會(huì )各行業(yè)對機械加工產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高，現代機床夾具已向著(zhù)高精密化的方向發(fā)展，夾具的精密化主要體現在夾具結構的設計上，在對夾具進(jìn)行結構設計時(shí)要充分發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，以實(shí)現機械加工向著(zhù)更高精度的方向發(fā)展。
(3)高效化：因加工行業(yè)競爭日益激烈，要求機械加工企業(yè)要最大限度提高工作效率，因此對機床夾具也提出了更高的要求，首先能適應高速加工的要求，并最大程度降低夾具的輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保持加工的連續性和安全生產(chǎn)，降低了工人的勞動(dòng)負荷。
(4)柔性化：通過(guò)對夾具的結構進(jìn)行科學(xué)設計，將不可拆卸機構改造成可拆卸機構，使之可以通過(guò)自身的組合、調整來(lái)滿(mǎn)足各種工藝的需求，設計出結構更加合理、精度更高、并且可自動(dòng)拆卸、更換的柔性化夾具，提高夾具的工作效率，從而為現代加工提供更好的支持。
參考文獻
[1] 《機械制造技術(shù)基礎》，黃健求，機械工業(yè)出版社，2005.11
[2] 《工程力學(xué)》張春梅，劉靜香，北京理工大學(xué)出版社，2008
[3] 《機床夾具的分類(lèi)與構成》，張亞明，科技資訊，2008(4)
【自動(dòng)化設備專(zhuān)用夾具的設計】相關(guān)文章：
自動(dòng)化設備方案11-07
軸類(lèi)零件加工工藝及夾具設計探討10-13
自動(dòng)化設備方案（精選5篇）11-13
推銷(xiāo)自動(dòng)化設備的推銷(xiāo)詞12-10
設備維修專(zhuān)用合同協(xié)議書(shū)通用08-17
自動(dòng)化設備創(chuàng )意廣告語(yǔ)10-02
自動(dòng)化設備公司宣傳語(yǔ)03-18
行業(yè)專(zhuān)用機械及設備工程總承包合同12-18
船舶專(zhuān)用設備項目合作經(jīng)營(yíng)合同通用12-04
- 相關(guān)推薦