能裝又能拆的模塊化組合式夾具設計

 
樓主  收藏   舉報   帖子創建時間:  2020-02-24 22:04 回復:1 關注量:5

模塊化組合式夾具是在機床夾具零部件標準化基礎上發展起來的一種新型工藝裝備系統。其工作原理類似于“搭積木”,由一套結構、尺寸已經標準化、系列化,具有完全互換功能的通用元件和組合件,按具體零件的加工要求在較短的時間內組裝而成。使用完畢,又可拆卸成單個元件,入庫存放,待再次組裝新的夾具。因此,組合夾具就是一種以組裝代替設計和制造,零、部件可以多次重復使用的柔性專用夾具?,F已應用于航空航天、兵器、汽車、鐵路、機械等行業。夾具俠今天為大家分享一篇文章,就精密組合夾具特點及在具體產品生產中的應用做詳細介紹。

圖1 組合夾具示意圖

一、精密組合夾具

1.1 結構與特點

本文所述精密組合夾具不同于以往的槽系與孔系組合夾具,而是綜合了槽系易調整與孔系定位準確的優點,既具備孔系組合夾具的剛性定位能力,又具備槽系組合夾具的柔性調整功能,如下圖。

圖2 組合夾具結構圖

該機構的原理是將夾具在一塊坐標孔有序排列,并與機床主軸坐標對應的基礎板上,通過若干標準元件的組合,完成三維空間0.01 mm級精度的有級調裝,來滿足對異型零件的定位要求,再通過螺栓、壓板或氣動、液壓元件將被加工零件固定。

組合夾具主要有以下特點:

①具有較高的柔性,組成元件可以通過組裝、使用。分解~再組裝循環使用。即便產品換型后,原模塊式組合夾具仍可以調整后繼續使用。每套精密組合夾具有20多項較為典型結構,可完成90%的夾具功能,滿足現代數控機床的加工需求,也能在普通機床使用,從而形成異形柔性生產模式。

②工藝響應速度快,模塊化組合式多用夾具屬于柔性工裝。傳統專用夾具的設計、制造及生產準備周期一般要1~2個月,甚至更長時間,而采用可循環使用的組合夾具,夾具生產準備周期縮短至1~2h。尤其對角度、復合角度、非標空間角度的響應速度,比傳統專用工裝夾具快了不少。

③調整精度高,利用精密組合夾具通過可調位移塊進行平面位移尺寸0.01 mm的位移調整和剛性定位;利用回轉工作臺使用范圍是0-3600內進行lOs級精度的角度調整。在加工過程中,只需找正基礎板,通過定位銷即可在基礎板上快速裝夾定位各種工件。


二、精密組合夾具的應用

目前,許多企業的某項目涉及到的零件種類繁多,結構復雜,并且有相當大一部分異形件,且又無法形成真正的大批量生產,而采用傳統的專用工裝夾具雖然可以保證加工質量,但夾具準備周期長、成本高。我們以各類異形件生產過程作為案例,看看在此項目的生產時引入模塊化組合式多夾具所帶來的的變化。

2.1 杠桿類零件上的應用

杠桿類零件屬于異形件,形狀復雜,體積小,易變形,裝夾困難。某杠桿(見圖2)的工藝路線:鑰絲切割兩次,厚度及外形輪廓符圖—立加加工X20mmH8孔、X16mmH8孔符圖,花鍵內孔預鉆孔,X60~外圓、X38~外圓清根—臥加銑主視圖槽兩斜面符圖—慢絲割內花鍵符圖。

圖3 杠桿異形件簡圖

生產過程中分別在立式加工中心與臥式加工中心進行切削加工,而且所加工部位不同??芍摳軛U在兩種加工中心里的裝夾方式相同,均是將杠桿底面貼靠在組合夾具的工作臺面定水平,用兩定位擋塊將杠桿其余自由度全部限制,上方加壓板,使杠桿完全定位。機床、組合夾具與杠桿的坐標關系見下圖。

圖4 裝夾示意圖

由圖分析可得:由兩擋塊確定坐標原點,此原點也可作為機床坐標原點,又由于該杠桿已經在組合夾具上完全定位,所以以此點為坐標原點加工時,只需技術人員給出所需角度與X, Y軸坐標即可。此種裝夾方式可以使操作者不用找正對刀,且相同杠桿直接靠緊兩擋塊定位后,壓緊壓板,通過已知坐標原點加工即可,無需重新找正、對刀??梢?,該組合夾具的應用提高該杠桿的加工效率。

2.2 凸輪類零件上的應用

凸輪是一個具有曲線輪廓的構件,通長做連續等速轉動、擺動或移動。由于凸輪類零件與機構中的從動件有相對運動,所以一般對凸輪的曲線輪廓加工精度的要求都比較嚴格,尤其對表面粗糙度要求更高。

圖5 凸輪簡圖

上圖凸輪工藝路線:普銑成六面體,單邊留量3mm,厚度留量0.2mm—磨厚度尺寸30mm—立加(組合夾具)銑主視圖凹槽,A向尺寸7~槽,2.5mm尺寸左側面符圖,預鉆φ17mmH7孔至φ12mm,其余孔及止口—慢絲割外輪廓,φ17mmH7孔。

該零件在立式加工中心用組合夾具裝夾,零件的下面墊有專用墊板,以保證加工通孔時有足夠的空刀行程,兩垂直面靠緊三個定位擋塊,上方加壓板,六個自由度被完全限制,零件完全定位。

圖6 立加裝夾示意圖

在裝夾平面圖給出夾具坐標原點與工件的主要加工孔的距離,將機床坐標、組合夾具坐標與零件坐標聯系起來,加工時省略對刀過程,且相同零件加工不再需要重復找正、對刀。如此了提高凸輪的生產效率,并且一定程度上保證了質量的穩定性,以及每一批零件的互換性。

圖7 立加裝夾平面圖

2.3 端齒類零件上的應用

端齒類零件指齒形在零件的兩端或者一端,此類齒形的加工方法不同于普通齒輪由滾齒機或者插齒機加工成型,一般都是由數控銑床通過程序控制直接銑出。由于端齒類零件一般為配合傳動件,所以在齒形加工中對定位精度,加工精度的要求較高。但利用組合夾具則能夠方便快捷地完成加工任務,并且能夠保證精度。具體實例如下:

圖8 半聯軸器簡圖

由圖可知,該半聯軸器的工藝路線為:粗車各部均單邊留量3時效精車內孔單邊留量0.5mm,其余外圓、端面一慢絲割內花鍵—立加銑端面齒。

加工該零件需要一個專用定位座,將定位座與組合夾具底座用兩個圓柱銷定位,工件φ46mm外圓裝人定位座內孔定位,定位座中的鍵與半聯軸器的內花鍵槽相配合確定半聯軸器的相位,至此,半聯軸器被完全定位,且坐標、定位座坐標、組合夾具坐標與機床原點坐標均聯系起來,即機床坐標可以反映零件的坐標,批量加工半聯軸器時可以免除零件重復找正、對刀的程序。

圖9 立加裝夾示意圖

總 結

由此可見,組合夾具非常適合于中、小批量產品的生產模式,尤其適合于通用夾具(如三爪、平鉗)不易裝夾的異形的,有角度或復合角度加工要求的,批量生產時有重復定位精度要求的零件。且同批次零件的加工質量更加穩定可靠,能夠極改善以往同一規格零件互換性差的難題。


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  • 圈主
  • 回復 | 舉報    沙發 admin   評論于 2020-02-24 22:04  樓主

    這個還是不錯的。