止擺器數控加工夾具設計研究范文
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摘要：從止擺器零件的結構特點出發，對原加工工藝進行了改進，并設計了一種在VMC650加工中心上一次裝夾加工16個止擺器零件的氣動夾具。介紹了這一加工夾具的定位設計、夾緊設計與工作過程。應用這一加工夾具，可以提高止擺器的數控加工效率，并保證加工質量。
1設計背景
某品牌玻璃移門中的止擺器如圖1、圖2所示，其材質為6063鋁合金［1］。由圖1、圖2可見，止擺器主要由底板和立板兩部分組成。底板部分的尺寸為45mm×20mm×4mm，四周圓角半徑為5mm。底板內部分布有兩個左右對稱的10mm×6mm腰形孔和14mm×10mm×2mm腰形凹槽。立板部分尺寸為20mm×4mm×20mm，立板頂部左右兩角的圓角半徑為3mm。實際生產中，為了節省材料消耗，采用尺寸為20mm×24mm×2mm的L形截面鋁型材［2］，經鋸床鋸割下料獲得長度為47mm的毛坯，如圖3所示。止擺器原加工工藝為：以毛坯底面和左、后側面為定位基準，采用一定規格的平口鉗進行第一次裝夾［3］，在立式加工中心上完成立板部分及底板處兩個腰形孔和腰形凹槽的加工；以底面和兩個腰形孔為定位基準，采用上壓式夾具［4］進行第二次裝夾，在一臺立式數控銑床上完成底板四周圓角的加工。第一次裝夾如圖4所示，第二次裝夾如圖5所示。上述工藝過程由于每次只能裝夾一個止擺器，且止擺器需經兩次裝夾才能完成加工，因此存在加工效率較低、加工質量難以保證的弊端。為此，筆者設計了一種在VMC650加工中心上采用一次裝夾同時完成
2加工夾具設計
2.1定位設計
如圖6所示，止擺器上下位置以底板底部平面貼合定位板頂面定位，前后位置以立板后側平面與定位塊相應面貼合定位，左右位置采用直徑6mm的定位銷定位，定位銷材質為T8A［6］，與定位孔間為H7/h6配合［7］。為防止加工時刀具與定位銷發生干涉，止擺器夾緊的同時定位桿回縮至定位板內部［8］。加工夾具將應用于VMC650加工中心，定位板外形尺寸設計為650mm×200mm×20mm，一次可裝夾16個止擺器。
2.2夾緊設計
為提高夾緊效率、減輕人工勞動強度，加工夾具共采用八個氣缸夾緊，每個氣缸用于夾緊前后對稱放置的兩個止擺器。其中，六個氣缸為單向作用氣缸，如圖7所示；兩個氣缸為雙向作用氣缸，如圖8所示。如圖9所示，單向作用氣缸輸出軸端裝有壓板，可執行止擺器的壓緊與松開動作。雙向作用氣缸除執行止擺器的壓緊與松開動作外，其下端輸出軸與定位銷固定板連接，可控制定位桿的上下移動。氣缸通過三通接頭及氣管與氣源相連接。加工過程中最大切削力出現在采用準10mm平底刀切除立板左右兩側厚4mm、深2mm多余材料時，經NOVEX軟件［9］計算，得到主切削力為286N，如圖10所示。主切削力乘以安全因數，安全因數取2.5［10］，得到止擺器所需的安全夾緊力為715N。結合止擺器裝夾行程及夾緊力大小需求，初步選定氣缸型號為SDA63×50，缸徑為63mm，行程為50mm。式中：P為氣源壓力，MPa，取0.7MPa；D為缸徑，mm；d為輸出軸直徑，mm，經查表取20mm；η為氣缸的力傳遞效率，取0.85。經計算，得：F=0.7×（632-202）×π/（4×0.85）=1667N1667N>2×715N，可見，單個氣缸能滿足兩個止擺器加工要求的安全夾緊力。
3工作過程
止擺器數控加工夾具的工作過程如下：（1）將夾具安裝在機床工作臺上，以定位板外形為基準進行校準，并用壓板固定；（2）開通氣源開關，氣缸輸出軸及定位桿上移，此時可以放入止擺器毛坯，如圖11所示；（3）反向開通氣源開關，氣缸輸出軸及定位桿下移，此時壓板夾緊止擺器毛坯，如圖12所示；（4）完成止擺器加工；（5）開通氣源開關，氣缸輸出軸及定位桿上移，此時可以取出加工后的止擺器，如圖13所示。
4結束語
止擺器由兩臺數控機床加工變為一臺數控機床加工，加工輔助時間縮短，機床換刀次數減少，加工數量由原來的每班200件提高到每班600件，加工效率顯著提高。同時，止擺器由兩次裝夾變為一次裝夾，避免了兩次定位造成的誤差，加工質量得到有效保證。此外，還大大減輕了操作者的勞動強度。
參考文獻
［1］李維鉞.中外有色金屬及其合金牌號速查手冊［M］.北京：機械工業出版社，2005.
［2］梁繼業，鄧鋼，方斌.L型截面鋁型材拉彎成形截面畸變缺陷控制研究［J］.鍛壓技術，2016（12）：42-45.
［3］肖根先，李粉粉.“自我加工”提升平口鉗數控加工的裝卡效能［J］.新技術新工藝，2018（5）：29-31.
［4］薛源順.機床夾具設計［M］.2版.北京：機械工業出版社，2016.
［5］王正勇.加工中心氣動夾具的設計［J］.金屬加工（冷加工），2010（24）：44-45.
［6］劉鳴放，劉勝新.金屬材料力學性能手冊［M］.北京：機械工業出版社，2011.
［7］方昆凡.公差與配合實用手冊［M］.北京：機械工業出版社，2006.
［8］田濤.數控加工中的工藝與夾具設計中應注意的若干問題［J］.現代制造技術與裝備，2016（7）：162-163.
［9］李蘇榮，儲曉猛.多工位噴嘴加工氣動夾具設計與應用［J］.機械研究與應用，2018（1）：107-108.
［10］劉俊成.機床夾具在設計過程中夾緊力的計算［J］.工具技術，2007（6）：89-90.
［11］楊洋，黃晶，張海洋，等.工裝夾具在航天零件機械加工中的應用［J］.機械制造，2018，56（12）：95-97.
［12］徐灝.新編機床設計師手冊：下冊［M］.北京：機械工業出版社，1995.
作者：樂崇年 單位：寧波北侖職業高級中學
