陳兵

摘 要：本文講述孔加工夾具的設(shè)計(jì)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(dòng)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(duì)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(jì)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(dòng)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(gè)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(shí)，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(shí)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(gè)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(duì)不同尺寸的工件進(jìn)行夾緊。

圖1夾具設(shè)計(jì)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(jì)。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(dòng)，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(dòng)，同時(shí)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(dòng)；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(gè)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(dòng)，實(shí)現(xiàn)縱向上的調(diào)節(jié)。當(dāng)夾緊圓形工件時(shí)，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(shí)，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(dòng)夾緊系統(tǒng)，這種系統(tǒng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。可以通過增加氣缸的數(shù)量的方式提高夾緊力，解決氣動(dòng)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(dòng)，并在其對(duì)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(dòng)，因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jí)調(diào)整，使用時(shí)比較靈活，因此可以用來夾緊各種尺寸的工件。對(duì)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(jì)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是各個(gè)模塊的位置可以任意改變，可以隨時(shí)改變現(xiàn)有模塊或者根據(jù)需要添加新模塊 ，在使用時(shí)就具有很高的靈活性，并且可以在很短的時(shí)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(gè)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(gè)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(dòng)裝卸工件 ，從而實(shí)現(xiàn)操作過程自動(dòng)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(jì)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(shí)，只需要調(diào)節(jié)兩個(gè)組成 V 型塊的定位元件9、10之間的距離，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)間。在定位矩形件時(shí)，由于兩個(gè)獨(dú)立的定位元件可以在夾具基體上任意移動(dòng)，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(gè)方向上移動(dòng)的氣動(dòng)夾緊裝置。這種結(jié)構(gòu)的夾緊裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制，使夾緊動(dòng)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(dòng)，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(dòng)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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