蔣亞風(fēng)

摘要：本文分析了某六工位液壓夾具的結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)該六工位液壓夾具的結(jié)構(gòu)，液壓油管布管進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用了內(nèi)部孔道作為油孔的方式，使得夾具的結(jié)構(gòu)更加緊湊、簡(jiǎn)潔，降低了安裝難度和后期使用、維護(hù)成本。

Abstract： This paper analyzed some six-station hydraulic fixture structure， working principle， advantages and disadvantages， optimized the structure of the six-station hydraulic fixture and the hydraulic tubing layout， with the method of the internal hole as oil hole， the fixture structure is more compact， concise， reduce the difficulty of installation and use， maintenance costs later.

關(guān)鍵詞：液壓夾具;多工位;液壓缸;夾具體;改進(jìn)設(shè)計(jì)

Key words： hydraulic fixture;multi-station;hydraulic cylinder;fixture body;improved design

中圖分類號(hào)：TG385? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）22-0065-02

0? 引言

隨著產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)已是必然趨勢(shì)，特別是“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的深入實(shí)施，自動(dòng)化、柔性化、智能化裝備及產(chǎn)線得到了廣泛的應(yīng)用，而具有可控制功能的自動(dòng)化夾具是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的必要工藝裝備[1]，而在機(jī)械切削加工過(guò)程中，采用液壓動(dòng)力的自動(dòng)化夾具得到了廣泛的應(yīng)用。液壓夾具的應(yīng)用不僅滿足了生產(chǎn)廠家對(duì)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的需要，還提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度[2]。另外，采用液壓夾具可以快速準(zhǔn)確的確定工件、刀具、機(jī)床之間的相對(duì)位置，工件的裝夾定位精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響[3][4]。如果自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)不當(dāng)，則有可能帶來(lái)安裝、調(diào)試或者后期使用過(guò)程中的不便，影響夾具效能的發(fā)揮，增加使用、維護(hù)成本，嚴(yán)重的導(dǎo)致不能滿足工藝要求，夾具報(bào)廢，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮影響夾具功能實(shí)現(xiàn)的各方面因素。本文對(duì)某六工位液壓夾具進(jìn)行了分析，提出了改進(jìn)意見(jiàn)和方案。

1? 問(wèn)題的提出

如圖1所示，為某公司生產(chǎn)的六工位液壓夾具，該夾具由液壓缸1、夾具體2、定位套3、開(kāi)口墊圈5等零件組成，該夾具的使用很好的滿足了零件加工工藝要求，零件的加工質(zhì)量和加工效率都得到了很大的提高，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)[5]。但就如圖1所示的夾具結(jié)構(gòu)而言，還有進(jìn)一步提升和優(yōu)化的空間，除零件的加工工藝，定位方案受特定的加工要求和技術(shù)要求影響此處不作評(píng)述外，本夾具至少還有兩處可以進(jìn)一步優(yōu)化：一是該夾具液壓缸采用了外接進(jìn)出油管的形式，這種形式在單個(gè)液壓缸中并沒(méi)有什么不妥，也是最常見(jiàn)的一種形式，但在該夾具中有六個(gè)液壓缸，采用這種布管方式將會(huì)有十二根液壓油管布置在夾具周圍，這不僅使夾具的安裝布管麻煩，還給后期的使用和維護(hù)帶來(lái)了不便;二是開(kāi)口墊圈的使用，雖然可以滿足工件的夾緊要求，但始終是需要人去操作，這也在一定程度上影響了夾具的效率，可以采用自動(dòng)化程度更高的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)代替人工裝卸開(kāi)口墊圈。本文只針對(duì)第一種情況提出改進(jìn)措施及具體的實(shí)施方案。

2? 改進(jìn)思路與夾具油路設(shè)計(jì)

2.1 改進(jìn)思路

針對(duì)上述提出的問(wèn)題，可以借鑒液壓閥板的設(shè)計(jì)思路，將所有油路孔道集成在液壓夾具的夾具體和液壓缸剛體內(nèi)部，通過(guò)改進(jìn)液壓缸和夾具體的結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部鉆出相應(yīng)的進(jìn)出油口和必要的工藝孔，工藝孔后期用螺塞進(jìn)行封堵，當(dāng)液壓油從進(jìn)油口進(jìn)入夾具后，通過(guò)夾具體和液壓缸內(nèi)部的相關(guān)孔道及工藝孔進(jìn)入到液壓缸的工作腔，同樣回油腔的油液也是通過(guò)內(nèi)部孔道及相關(guān)工藝孔最終從夾具體上的回油口排出，這樣就可以避免液壓夾具油管多、安裝、維護(hù)不便的缺點(diǎn)，而只需要在夾具體上設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)油口和一個(gè)回油口，夾具在工作過(guò)程中只需要在進(jìn)出油口安裝兩根油管即可，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

2.2 液壓缸油路設(shè)計(jì)

根據(jù)總體設(shè)計(jì)思路，將液壓缸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，液壓缸由缸筒、活塞桿、缸蓋三部分組成，在自動(dòng)化夾具中應(yīng)用的液壓缸，通常為了適應(yīng)工件和夾具結(jié)構(gòu)的需要，大多數(shù)是非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的液壓缸。該設(shè)計(jì)中，由于液壓缸較小，故將缸筒和缸底、缸蓋和導(dǎo)向套、活塞和活塞桿分別做成整體，減少了零部件的數(shù)量，有利于減少后期裝配調(diào)試時(shí)間。此處主要體現(xiàn)液壓缸油路設(shè)計(jì)，故對(duì)液壓缸的一些局部細(xì)節(jié)進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理。具體的油路設(shè)計(jì)如圖3所示，整個(gè)油路由進(jìn)口工藝孔1、進(jìn)油口2、進(jìn)油口3、回油口4、回油孔5、回油工藝孔6組成。其工作原理如下：進(jìn)油口3和回油口4設(shè)置在缸蓋端面，液壓油從進(jìn)油口3進(jìn)入，經(jīng)過(guò)進(jìn)油孔2和工藝孔1進(jìn)入到液壓缸的無(wú)桿腔，活塞及活塞桿右行，有桿腔液壓油通過(guò)工藝孔6，回油孔5，從回油孔4流出。進(jìn)油口3和回油口4應(yīng)與夾具體上相應(yīng)的進(jìn)出油口相對(duì)應(yīng)。必須注意，工藝孔1和工藝孔5必須用螺塞將出口封堵，才能保證液壓缸的正常工作。

2.3 夾具體的油路設(shè)計(jì)

如圖4所示為夾具體孔道結(jié)構(gòu)示意圖，夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足相關(guān)的剛度、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性、精度、安裝等要求，此處只顯示單工位的管路情況，并省略了其他相關(guān)的安裝孔。如圖4所示，夾具體上的管路系統(tǒng)由回油口1、進(jìn)油口2、進(jìn)油孔3、5、工藝孔4、回油孔6、8、回油工藝孔8組成，其中進(jìn)油孔5將每個(gè)工位的進(jìn)油孔（孔3）和進(jìn)油工藝孔（孔4）全部連通，回油孔8將每個(gè)工位的回油孔（孔6）和回油工藝孔（孔7）全部連通，進(jìn)油孔3與液壓缸的進(jìn)油口對(duì)應(yīng)，回油孔6與液壓缸的回油口對(duì)應(yīng)，并用密封圈進(jìn)行密封。具體油路通道關(guān)系如下：當(dāng)壓力油通過(guò)進(jìn)油口2進(jìn)入夾具體后，經(jīng)進(jìn)油工藝孔4、進(jìn)油孔5、3，分別進(jìn)入到每個(gè)工位的液壓缸的進(jìn)油孔從而推動(dòng)液壓缸活塞桿伸出，同時(shí)，液壓缸排除的液壓油經(jīng)其回油口進(jìn)入到夾具體的回油口6、然后經(jīng)過(guò)回油工藝孔7、回油口8、回油口1排出。同理，此處的所有工藝孔都需要用螺塞進(jìn)行封堵。為了保證各液壓缸動(dòng)作的速度，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各孔道的大小規(guī)格，其中公共孔道的直徑應(yīng)相對(duì)大些，如圖4中的孔5、孔8，工藝孔和各工位的孔道直徑要適當(dāng)小一些。

此外，由于夾具體上除了油路孔道之外，還有很多規(guī)格不一的安裝孔，為了避免非連接油路孔系之間意外串通，同時(shí)也減少視圖，簡(jiǎn)化圖紙，可以將多個(gè)表面上的孔進(jìn)行編號(hào)，然后用表格來(lái)描述各孔的規(guī)格（孔徑、深度等）及孔道的通斷等情況，可以給加工和后期檢驗(yàn)帶來(lái)方便。

3? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)六工位液壓夾具的液壓缸和夾具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將液壓進(jìn)出油管道集成在了結(jié)構(gòu)內(nèi)部，使得夾具的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，安裝調(diào)試更加方便，同時(shí)也提高了后期使用、維護(hù)的便利性。另外，該設(shè)計(jì)思路也可用于其他液壓夾具的設(shè)計(jì)中，特別是多工位夾具，液壓管路布置不便或者受限的場(chǎng)合。同時(shí)，需要指出的是，雖然該改進(jìn)方式帶來(lái)了上述優(yōu)點(diǎn)，但在加工過(guò)程中必須注意相關(guān)油孔通道的加工精度和安全距離，防止進(jìn)、出油孔相互竄通，零件報(bào)廢，因此，在設(shè)計(jì)和加工上都提升了一定的難度。

參考文獻(xiàn)：

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