楊春蔚 高翔 辛佳隆 王智南

摘 要：本次設(shè)計(jì)汽車前門(mén)外板對(duì)中夾具，將工件確定到準(zhǔn)確的位置，并且將定位后的工件夾緊固定，使其不受外界因素破壞工件的定位，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)機(jī)器人對(duì)前門(mén)外板準(zhǔn)確、高效的抓取、運(yùn)輸?shù)?。?jié)省了人力物力。

關(guān)鍵詞：工裝夾具；技術(shù)參數(shù)；設(shè)計(jì)

1 概述

夾具主要通過(guò)氣缸、方鋼型材做框架，通過(guò)支承和氣缸夾緊裝置的夾緊和保護(hù)，配合傳感器的物料感知作用和支撐釘?shù)亩ㄎ蛔饔檬骨伴T(mén)外板對(duì)中。根據(jù)前門(mén)外板尺寸和形狀，確定氣缸及支撐釘?shù)奈恢煤蛿?shù)量。本次設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)汽車前門(mén)外板的尺寸及形狀特點(diǎn)的分析，設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)對(duì)中裝置的工作臺(tái)。

2 總體方案設(shè)計(jì)

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

長(zhǎng)*寬*高：1200*1150*1000

涂膠件：長(zhǎng)城KU33A前門(mén)外板

傳送件重量：7Kg

氣缸型號(hào)：C96SDD40-50-M9P（SMC）/（需要校核氣缸負(fù)荷）

氣壓：6bar

2.2 對(duì)中臺(tái)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

前門(mén)外板對(duì)中裝置結(jié)構(gòu)組成上由定位組件、夾緊組件、支撐組件、氣路組件構(gòu)成。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，方便搬運(yùn)，整體歸一。

缺點(diǎn)：不利于時(shí)間較長(zhǎng)工作引起工作不穩(wěn)定。

對(duì)中夾具的設(shè)計(jì)須遵循定位準(zhǔn)確、精度高、誤差小、操作便利、安全可靠更好的銜接上下操作流程。

2.3 對(duì)中臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）依據(jù)產(chǎn)品數(shù)模形狀特點(diǎn)，初步確定前門(mén)外板對(duì)中夾具臺(tái)需要夾緊組件和輔助抓取前門(mén)外板，外板質(zhì)量為7KG；首次確定在四周共計(jì)配置氣缸夾緊組件為6個(gè)。

（2）根據(jù)氣缸夾緊組件首次確定支撐組件個(gè)數(shù)。通過(guò)支撐釘限制前門(mén)外板自由度，方便機(jī)械手定點(diǎn)抓取。

（3）產(chǎn)品數(shù)模上需要放置前門(mén)外板。機(jī)械手需要準(zhǔn)確的將外板抓起，所以需要選擇合適的感應(yīng)位置放置傳感器。確定傳感器數(shù)量，由此前門(mén)外板需要2個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)，同時(shí)檢測(cè)前門(mén)外板。

（4）依據(jù)產(chǎn)品等的重量、所選氣缸數(shù)量，支撐釘?shù)奈恢么_定合適的框架基本結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)采用方鋼作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，有效的支撐夾具結(jié)構(gòu)體。

（5）各個(gè)連接件放置在BASE板上進(jìn)行有效的連接，連接件尺寸誤差加5mm墊片進(jìn)行調(diào)整綜上進(jìn)而得出夾具體。

（6）前門(mén)外板對(duì)中夾具主框架，配備6個(gè)氣缸進(jìn)行外板的夾緊機(jī)構(gòu)，同時(shí)有9個(gè)的支撐釘。2個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)，連接件之間采用BASE板支撐，與工件接觸的零件加5mm墊片。

2.4 前門(mén)外板對(duì)中夾具的一般設(shè)計(jì)流程

（1）依據(jù)工藝使用要求進(jìn)而確定使用矩形型材還是圓管型材。矩形型材適用于簡(jiǎn)單的支撐連接功能單一化。

（2）根據(jù)數(shù)模上的定位點(diǎn)、夾緊點(diǎn)的個(gè)數(shù)及位置同時(shí)所需要的夾緊力大分析選擇氣缸。例如V50.1、V40.1等，從而確定數(shù)量。

（3）根據(jù)產(chǎn)品數(shù)模及氣缸位置確定支承釘?shù)膫€(gè)數(shù)及位置從而確定傳感器放置位置和個(gè)數(shù)。

（4）根據(jù)產(chǎn)品的重量、氣缸、支承釘位置選擇合適的主框架結(jié)構(gòu)。如H形、單圓管形、雙圓管形等。運(yùn)用方鋼作為支架簡(jiǎn)單可靠，承載能力大。

（5）確定組件及位置后將各部分連接到框架上。

（6）設(shè)計(jì)過(guò)程中各組之間不允許干涉所以需在X、Y、Z三個(gè)方向留出可調(diào)距離，方便提供現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量后及時(shí)做出修改調(diào)整。

（7）細(xì)節(jié)化設(shè)計(jì)。

（8）主要零部件或關(guān)鍵位置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的校驗(yàn)。

（9）用所學(xué)的CATIA設(shè)計(jì)出圖。

3 總結(jié)

本次設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了專用夾具對(duì)于提高生產(chǎn)效率，推進(jìn)生產(chǎn)有了極大的提高。本次設(shè)計(jì)前門(mén)外板對(duì)中臺(tái)夾具保證了工件的穩(wěn)定性便于下一個(gè)操作，同樣提高勞動(dòng)生產(chǎn)率操作方便，使用安全，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。

參考文獻(xiàn)：

[1]林巨廣，邱棟榮.白車身側(cè)圍夾具的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013.

[2]楊握銓.汽車裝夾技術(shù)及夾具設(shè)計(jì).北京理工大學(xué)出版社，2013.

[3]范崇洛主編.機(jī)械加工工藝學(xué).東南大學(xué)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：第一作者楊春蔚（1996-），男，吉林遼源人，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)。

通訊作者：孫曉雪（1988-），吉林吉林人，碩士，助教，研究方向：機(jī)械電子，單位：吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院機(jī)械與土木工程學(xué)院。