陳兵
摘 要:本文講述孔加工夾具的設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了工件加工中的夾緊與定位。這種夾具可用于各種形狀、尺寸工件的夾緊,適用于大批量生產(chǎn),且易于實(shí)現(xiàn)自動化,操作簡單方便。
關(guān)鍵詞:夾緊;定位;支撐;孔加工;夾具;V型
孔加工是工具鉗工生產(chǎn)加工中重要的加工工序,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,在很多實(shí)際生產(chǎn)中對工件夾緊的要求比較高,特別是一些異形、圓柱形、球形件等工件的夾緊,現(xiàn)在使用的平口鉗很難滿足。設(shè)計一種多功能孔加工夾具顯得很有必要,這樣可以有效的限制工件的自由度、保證零件的加工精度、加工質(zhì)量,又可以提高加工的效率,降低和改善工人的勞動強(qiáng)度。
1 夾具的工作原理
夾具的工作原理如圖 1所示。其中夾緊氣缸(條件不允許的情況下可以用螺旋夾緊代替)的位置可以分別在橫向、縱向方向上進(jìn)行調(diào)節(jié),兩個組成 V型的定位件的位置可以沿縱向分別進(jìn)行調(diào)節(jié),定位部件也可以沿縱向調(diào)節(jié)。當(dāng)夾緊圓形類工件時,利用 V 型面進(jìn)行定位,并通過夾緊氣缸將工件固定在定位件的 V 型面之間,見圖 1所示 是用來夾緊矩形件的工作示意圖,與夾緊圓形工件相比,此時的定位裝置已經(jīng)不是定位件的 V 型面了,而是它們的正面,并且使用了側(cè)面的定位部件。通過調(diào)節(jié)兩個定位件之間的距離以及夾緊氣缸與其之間的距離,就可以實(shí)現(xiàn)對不同尺寸的工件進(jìn)行夾緊。
圖1夾具設(shè)計原理
2 夾具的構(gòu)成
綜上所述孔加工夾具的原理示意圖如圖2所示。夾具主要由底座11左、右支架 14、12夾緊氣缸系統(tǒng) 1 以及各種定位部件9、10、6和定位支撐部件 13組成,其中定位部件9、10夾緊汽缸系統(tǒng)1 采用模塊式設(shè)計。支架通過燕尾型塊和固定螺栓與底座連接在一起,構(gòu)成夾具的基體部分,夾緊氣缸系統(tǒng)1通過燕尾型塊和固定螺栓安裝在左側(cè)支架上,定位部件 9、10 和6也通過燕尾型塊和固定螺栓安裝在右側(cè)的支架上。將固定螺栓松開,左支架可以沿燕尾槽5左右移動,因此安裝在其上的夾緊氣缸系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在橫向上的移動,同時氣缸固定板2 可以沿支架上的燕尾槽4在縱向前后調(diào)節(jié),這樣就可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)夾緊氣缸系統(tǒng)在橫和縱向上移動;右支架直接用螺栓固定在底座上,在它的上面安裝了定位塊 9、10、6定位塊9、10分別具有兩個定位面,即正定位面和斜定位面,松開固定螺栓,定位塊就可以分別沿支架上的燕尾槽7 移動,實(shí)現(xiàn)縱向上的調(diào)節(jié)。當(dāng)夾緊圓形工件時,依靠定位塊9、10的斜定位面組成的V 型結(jié)構(gòu)以及定位支撐13 進(jìn)行定位并用氣缸進(jìn)行夾緊。在夾緊矩形工件時,用定位部件9、10的正位和側(cè)面定位部件6以及定位件13定位后在借助于汽缸系統(tǒng)進(jìn)1定位后在借助于氣缸系統(tǒng)夾緊,見圖2。
1.氣缸 2.氣缸固定板 12.14.支架 3.7.托板
4.5.8燕尾槽 6.9.10定位部件 11.底座 13.定位支撐部件
圖2 結(jié)構(gòu)圖
定位支撐部件 13 的結(jié)構(gòu)可采用目前廣泛使用的形式,即固定式,可調(diào)式和自位支撐等,采用何種結(jié)構(gòu)可以根據(jù)工件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸和加工批量等具體情況來確定。這些支撐零件均可采用標(biāo)準(zhǔn)件。夾具采用了氣動夾緊系統(tǒng),這種系統(tǒng)動作迅速、反應(yīng)快,并且可以實(shí)現(xiàn)自動化控制,以便實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)??梢酝ㄟ^增加氣缸的數(shù)量的方式提高夾緊力,解決氣動系統(tǒng)夾緊力不足的問題,比如可將現(xiàn)有的氣缸向一側(cè)移動,并在其對稱的部位上加上另外一只氣缸等見圖3。此外由于夾緊氣缸系統(tǒng)可以在縱向移動,因此可實(shí)現(xiàn)對一些異型件的夾緊。
圖3
因?yàn)閵A具定位系統(tǒng)部件的位置和夾緊系統(tǒng)的位置均可以進(jìn)行無級調(diào)整,使用時比較靈活,因此可以用來夾緊各種尺寸的工件。對于一些經(jīng)常加工的工件可以通過刻槽或者其它的方法標(biāo)注出其定位位置,這樣既能夠快速夾緊工件,又保證了加工的精度,使工件具有良好互換性。除基體部分外,這種夾具的主要部分均采用了模塊式設(shè)計。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是各個模塊的位置可以任意改變,可以隨時改變現(xiàn)有模塊或者根據(jù)需要添加新模塊 ,在使用時就具有很高的靈活性,并且可以在很短的時間內(nèi)在此夾具的基礎(chǔ)上派生出很多特定結(jié)構(gòu)的專用夾具。比如可以將現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的定位系統(tǒng)部件更換成專門用于某個特定工件的定位系統(tǒng)部件。模塊式結(jié)構(gòu)的夾具可以拓寬夾具使用范圍。
這種孔加工夾具結(jié)構(gòu)的另外一個特點(diǎn)是裝夾區(qū)域的空間比較大 ,機(jī)械手可以從上面和側(cè)面順利地進(jìn)入夾緊區(qū)域 ,自動裝卸工件 ,從而實(shí)現(xiàn)操作過程自動化。
3 夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際與現(xiàn)有夾具(平口鉗)相比,這種孔加工夾具的結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn):
1)這副夾具設(shè)計的定位裝置采用了組合V 型結(jié)構(gòu),而常規(guī)的夾具基本上采用的是整體的 V 型結(jié)構(gòu)。與整體的V型結(jié)構(gòu)相比,組合的V 型結(jié)構(gòu)定位裝置能夠定位的工件尺寸明顯加大 ,比如在定位圓形工件時,只需要調(diào)節(jié)兩個組成 V 型塊的定位元件9、10之間的距離,就可實(shí)現(xiàn)對不同工件的定位,由于V型槽尺寸的限制 ,整體的 V 型結(jié)構(gòu)只能用來定位一定尺寸( 直徑) 范圍的工件,如果工件尺寸變化較大的話,則必須使用其它尺寸的 V 型定位塊,即必須更換定位塊,這樣就增加了夾具的成本和更換夾具的時間。在定位矩形件時,由于兩個獨(dú)立的定位元件可以在夾具基體上任意移動,可以根據(jù)工件的尺寸來確定定位位置,因此定位的穩(wěn)定性比較好。
2) 使用了可以在兩個方向上移動的氣動夾緊裝置。這種結(jié)構(gòu)的夾緊裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制,使夾緊動作迅速,操作方便 ,使用比較安全;提供的夾緊力均勻、穩(wěn)定,因此有利于提高加工的質(zhì)量;由于氣缸的位置可以沿橫向和縱向移動,因此可以保障有足夠的夾緊行程和裝夾空間,并可以用來夾緊異型件。
3) 利用了的模塊拼裝式結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了夾具的應(yīng)用范圍。
4 結(jié)束語
綜上述可得 ,采用模塊拼裝式結(jié)構(gòu)的夾具在孔加工方面的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯優(yōu)勢。這種夾具的定位可靠,夾緊快 ,易于實(shí)現(xiàn)自動化操作。它既可以用在單件加工上,也可以用在大量生產(chǎn)上。由于采用了模塊拼裝配合結(jié)構(gòu),可以在現(xiàn)有主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上更換有關(guān)模塊,使其能夠用來夾緊特殊形狀工件,這樣它的應(yīng)用范圍就可以進(jìn)一步擴(kuò)大,因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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