止摆器数控加工夹具设计研究范文

本站小编为你精心准备了止摆器数控加工夹具设计研究参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要：从止摆器零件的结构特点出发，对原加工工艺进行了改进，并设计了一种在VMC650加工中心上一次装夹加工16个止摆器零件的气动夹具。介绍了这一加工夹具的定位设计、夹紧设计与工作过程。应用这一加工夹具，可以提高止摆器的数控加工效率，并保证加工质量。

关键词：止摆器；数控加工；夹具；设计

1设计背景

某品牌玻璃移门中的止摆器如图1、图2所示，其材质为6063铝合金［1］。由图1、图2可见，止摆器主要由底板和立板两部分组成。底板部分的尺寸为45mm×20mm×4mm，四周圆角半径为5mm。底板内部分布有两个左右对称的10mm×6mm腰形孔和14mm×10mm×2mm腰形凹槽。立板部分尺寸为20mm×4mm×20mm，立板顶部左右两角的圆角半径为3mm。实际生产中，为了节省材料消耗，采用尺寸为20mm×24mm×2mm的L形截面铝型材［2］，经锯床锯割下料获得长度为47mm的毛坯，如图3所示。止摆器原加工工艺为：以毛坯底面和左、后侧面为定位基准，采用一定规格的平口钳进行第一次装夹［3］，在立式加工中心上完成立板部分及底板处两个腰形孔和腰形凹槽的加工；以底面和两个腰形孔为定位基准，采用上压式夹具［4］进行第二次装夹，在一台立式数控铣床上完成底板四周圆角的加工。第一次装夹如图4所示，第二次装夹如图5所示。上述工艺过程由于每次只能装夹一个止摆器，且止摆器需经两次装夹才能完成加工，因此存在加工效率较低、加工质量难以保证的弊端。为此，笔者设计了一种在VMC650加工中心上采用一次装夹同时完成

2加工夹具设计

2.1定位设计

如图6所示，止摆器上下位置以底板底部平面贴合定位板顶面定位，前后位置以立板后侧平面与定位块相应面贴合定位，左右位置采用直径6mm的定位销定位，定位销材质为T8A［6］，与定位孔间为H7/h6配合［7］。为防止加工时刀具与定位销发生干涉，止摆器夹紧的同时定位杆回缩至定位板内部［8］。加工夹具将应用于VMC650加工中心，定位板外形尺寸设计为650mm×200mm×20mm，一次可装夹16个止摆器。

2.2夹紧设计

为提高夹紧效率、减轻人工劳动强度，加工夹具共采用八个气缸夹紧，每个气缸用于夹紧前后对称放置的两个止摆器。其中，六个气缸为单向作用气缸，如图7所示；两个气缸为双向作用气缸，如图8所示。如图9所示，单向作用气缸输出轴端装有压板，可执行止摆器的压紧与松开动作。双向作用气缸除执行止摆器的压紧与松开动作外，其下端输出轴与定位销固定板连接，可控制定位杆的上下移动。气缸通过三通接头及气管与气源相连接。加工过程中最大切削力出现在采用准10mm平底刀切除立板左右两侧厚4mm、深2mm多余材料时，经NOVEX软件［9］计算，得到主切削力为286N，如图10所示。主切削力乘以安全因数，安全因数取2.5［10］，得到止摆器所需的安全夹紧力为715N。结合止摆器装夹行程及夹紧力大小需求，初步选定气缸型号为SDA63×50，缸径为63mm，行程为50mm。式中：P为气源压力，MPa，取0.7MPa；D为缸径，mm；d为输出轴直径，mm，经查表取20mm；η为气缸的力传递效率，取0.85。经计算，得：F=0.7×（632-202）×π/（4×0.85）=1667N1667N>2×715N，可见，单个气缸能满足两个止摆器加工要求的安全夹紧力。

3工作过程

止摆器数控加工夹具的工作过程如下：（1）将夹具安装在机床工作台上，以定位板外形为基准进行校准，并用压板固定；（2）开通气源开关，气缸输出轴及定位杆上移，此时可以放入止摆器毛坯，如图11所示；（3）反向开通气源开关，气缸输出轴及定位杆下移，此时压板夹紧止摆器毛坯，如图12所示；（4）完成止摆器加工；（5）开通气源开关，气缸输出轴及定位杆上移，此时可以取出加工后的止摆器，如图13所示。

4结束语

止摆器由两台数控机床加工变为一台数控机床加工，加工辅助时间缩短，机床换刀次数减少，加工数量由原来的每班200件提高到每班600件，加工效率显著提高。同时，止摆器由两次装夹变为一次装夹，避免了两次定位造成的误差，加工质量得到有效保证。此外，还大大减轻了操作者的劳动强度。

参考文献

［1］李维钺.中外有色金属及其合金牌号速查手册［M］.北京：机械工业出版社，2005.

［2］梁继业，邓钢，方斌.L型截面铝型材拉弯成形截面畸变缺陷控制研究［J］.锻压技术，2016（12）：42-45.

［3］肖根先，李粉粉.“自我加工”提升平口钳数控加工的装卡效能［J］.新技术新工艺，2018（5）：29-31.

［4］薛源顺.机床夹具设计［M］.2版.北京：机械工业出版社，2016.

［5］王正勇.加工中心气动夹具的设计［J］.金属加工（冷加工），2010（24）：44-45.

［6］刘鸣放，刘胜新.金属材料力学性能手册［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［7］方昆凡.公差与配合实用手册［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［8］田涛.数控加工中的工艺与夹具设计中应注意的若干问题［J］.现代制造技术与装备，2016（7）：162-163.

［9］李苏荣，储晓猛.多工位喷嘴加工气动夹具设计与应用［J］.机械研究与应用，2018（1）：107-108.

［10］刘俊成.机床夹具在设计过程中夹紧力的计算［J］.工具技术，2007（6）：89-90.

［11］杨洋，黄晶，张海洋，等.工装夹具在航天零件机械加工中的应用［J］.机械制造，2018，56（12）：95-97.

［12］徐灏.新编机床设计师手册：下册［M］.北京：机械工业出版社，1995.

作者：乐崇年 单位：宁波北仑职业高级中学