锁体夹具设计一例

摘 要：本文主要介绍锁体3025016.003REV-X04的夹具.在机械大批量的加工中,夹具是不可缺少的装置.在机床技术向高速、高精、智能、环保方向发展的带动下,夹具的设计和制造技术也随着向高精模块化和组合通用化的经济方向发展.在进行机械加工和具体的使用时,还应根据所掌握的夹具的基本原理及实际工作经验,力求把这一工作做得更仔细、更扎实一些,以便为机械加工和完工检验工作打好基础,减少失误和返工,不留隐患.

关 键 词：夹具；自由度

1引言

夹具有很多种,不同的工种,不同的机床,在夹具的设计和使用上都有着不同方法.比如车夹具、铣夹具、钻模、拉夹具、焊接夹具、装配夹具等.但是,在夹具的设计和使用上,都有着同样的原则：

（1）定位准确可靠,尽量避开分模线,且与设计基准和检验基准统一

（2）夹紧力要牢靠

（3）装卸方便快捷

（4）出屑顺畅

（5）铣夹具还要考虑对刀装置

（6）便于装夹在机台上

（7）足够的刚性

（8）易损件更换方便

（9）重复定位的可靠性

（10）经济实用性强

另外,夹具的形式与批量的大小也有很大的关系.

2锁体夹具设计

2.1分析

通观锁体3025016.003REV-X04图纸可以看出要加工的面有四个.其中B基准面对面的Φ1.52孔的孔位,相对来说要求不是很高,可以单独加工.其余三个面必须在一次装夹完成加工,因为A基准面上的两个4-40UNC-2B螺纹孔的位置度,及两C基准面上的外形铣削的相似度和2-Φ3.251孔的位置度,两次装夹在技术要求上难以加工,所以要一次装夹完成所有的加工.

零部件的加工要分成两部分,粗加工和精加工.在粗加工过后不能急于精加工,因为在粗加工后,就使得金属变形,因而产生了大量的机械功,而这些机械功大部分以热能的形式散失,仍然有10%的机械功以位能的形式储存在金属内部,其表现为大量的金属原子偏离原来的平衡位置而处于不稳定状态.因此,在金属内各部分之间就有力的作用,以恢复到原来的状态.这种在外力消除后仍然保留在金属内部的力就是内应力.内应力对于夹具而言是有害的.它可以使夹具变形、开裂和腐蚀性降低,使得夹具降低抗负载能力.

为了防止夹具变形、开裂和腐蚀性降低,抗负载能力降低,要进行人工或震动时效处理.

在精加工完成,组装好夹具后,还要进行夹具的防锈处理,不能因生锈而影响夹具精度.

2.2选择夹具材料

在满足机械加工所需刚性的同时,选用夹具材质时,尽可能的经济和易于购写.由锁体3025016.003REV-X04的图纸和毛坯实物（见图2）可见,要加工的零件,其一重量比较轻,其二要切削的部分也比较少.所以选用了45#钢.45#钢属于中碳钢,须经调质后使用.45#钢经调质后具有良好的综合力学性能,既具有较高强度,又具有较好的塑性和韧性.所以45#钢是做夹具的经济实用性的材料.

2.3组成夹具的零部件

底座是用于夹具与四轴连接的部件,用螺丝固定在四轴上.四轴的使用减轻了操作工的劳动力,解决了孔的对称度和外形的形状度.

支撑板是夹具的重要部件,与底座和加强筋相连接,用于安装所加工的零件及挡块、定位块、活动块和压板.支撑板的宽度不宜过宽,最好与加工好的零件的宽度一致,这样既有利于观察,又便于排屑,还可以在支撑板上对刀.

定位块是螺丝带动左右活动的,用于零件的定位,控制Y正负两个方向的自由度.定位块可以手动旋转螺丝就能轻松完成装卸动作,不必使用扳手,所以解决了装夹工件的慢、烦、累的问题,实现了夹具的高效性.经过长期的使用可知,由于定位块经常与加工零件接触,所以定位块很容易损坏.所以在加工定位块时,可以多加工数个,以备不时之需.

压板是固定零件的部件.由于要加工的部分较少,铣削力不大,用一个压板足够可以承担的了加工力了.

2.4夹具的安装

它的安装方法是：将A基准面与支撑板紧靠,控制Z负方向的自由度,再将B基准面与挡块靠紧,控制其X正向自由度,再Y向前后小幅度移动,与此同时旋动螺丝,带动定位块顶2-Ф3.251孔的缺口部分,直到定位块顶住缺口,零件不得在Y向前后移动,其定位块是控制Y正负方向和X负方向的自由度,最后在A基准面对面的圆弧上压压板,控制Z正方向的自由度.这样就完成了装夹（见图3）.

安装要点：

1、在安装前要把锁体上的A、B两基准面修磨平整（毛坯表面有喷砂处理）,不得有高低不平的.如果A、B两基准面上存在不平整的地方,其一,装夹不牢靠,会导致满足不了加工切削力而报废,其二,因夹具与零件之间存在间隙,而导致加工尺寸达不到图纸要求报废.

2、在安装时,凡是与零件接触的面上不得有铁屑及其他杂物,保证安装面的清洁.

3、定位块与所安装的零件之间的间隙,要控制到恰到好处,这是一安装难点.也就是,安装完成时,零件相对定位块是静止的.定位块的螺丝就是控制这一间隙的,如果螺丝没有旋到位,零件就会在定位块之间有Y向的移动,就是Y向的自由度没有控制,则是欠定位,导致所加工的零件不对称而报废.如果螺丝旋的太紧,虽然零件相对定位块是静止的,但是定位块会把零件撬起,零件A基准面与夹具成一定的角度,这属于装夹错误,也叫过定位.要想解决这一问题,必须要让操作工熟练这一安装过程,找安装手感.

4、到了安装的最后一步,也就是压压板.虽然毛坯的余量不多,要加工的切削力也很小,但是压紧力也不能过小.同时压紧力也不能过大,压紧力过大,会导致压板螺丝的使用寿命将会缩短,带来加工成本增加.

总之,看似安装零件很简单,经过长期的实际加工经验来看,由于安装不到位而导致工件报废的数目,也相当大.所以在加工前期要对操作人员进行培训,以达到因装夹而报废的数目降到最低.

3结语

任何夹具都不可能一次性做到十分完美,夹具的改善都是从实际加工中找到不足的地方,进行完善.由于能力有限,只找到了不足,无法进行完善,还请专业人士给予指点.

锁体3025016.003REV-X04夹具的缺陷：

1、安装时的定位问题.定位块螺丝要控制在不松不紧的状态,松紧度要恰到好处,这是一个难点.

2、有的因为刀具的损坏而导致报废,再加上操作人员没有看到就急于拆下,这样的报废也可以返工,以减少率.但是此夹具只能一次性装夹完成加工,对于需要返工的零件不能进行加工.因为此夹具二次装夹精度完全没有.这一缺陷是最值得完善的,解决了这一问题,同时也大大解决了公司的成本.

工装夹具解决了周期性批量生产零件的装夹问题.本文也只是抛砖引玉,简单的介绍了锁体3025016.003REV-X04的夹具,本夹具还有很多不足的地方,比如零件二次装夹的定位问题,还有待改善.如何充分发挥夹具的作用,如何使得夹具更加无懈可击,我们还有许多内容值得去探索,去创新.夹具是一个实践与理论相结合的学科,如何用好夹具发挥其工效,提高企业的生产效率,降低企业成本,降低工人的劳动力,是我们不断开拓的方向.