金属加工 了解一下，扭力臂零件柔性数控夹具设计方案( 二 )
首先在零件的孔定位方式上设计了图1所示的胀开心轴结构 ， 是一种弹性定心夹紧结构的改良 ， 其特点是夹紧行程小 ， 定心精度高 ， 同时起到定位和夹紧作用 。 胀开心轴结构在定位时消除了配合间隙 ， 提高了定位精度 ， 使零件切削过程更平稳 ， 有助于提高加工质量 。
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另一方面 ， 在夹具的定位座设计上采用了模块化结构设计 ， 夹具定位座在孔系基础板上按照被加工零件的工艺尺寸组合定位 ， 并用螺钉及胀销与基础板联接 ， 如图2所示 。 图示左侧的为两个固定定位座 ， 右侧的为活动定位座 ， 可以在轴向调整位置 。
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设计方案中的夹具基础板采用配合孔式精密孔系基础板 ， 为矩阵式结构 ， 相邻定位孔孔距公差为±0.01mm ， 保证了夹具模块组合的精度 。 为了能实现自动生产线零件的线外装夹 ， 设计员对夹具进行了夹具托盘化改造 ， 将每个夹具都安装联接到托盘上 ， 在夹具孔系基础板底部配备了自动生产线夹具托盘 ， 并用精密球锁与之固连 ， 如图3所示 。 精密球锁为外购成品件 ， 其重复定位精度确保±0.013mm以内 ， 其结构如图4所示 。
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同时 ， 如图5所示 ， 在托盘底部布置有与机床零点快速联接的零点定位接头 ， 实现了工装夹具与机床之间的快速定位和夹紧 ， 减少了机械加工中的辅助时间 。 这样一来 ， 机床几乎没有空转的时间 ， 机床的使用效率被大大提高了 ， 而且对于飞机起落架零件这种小批量多品种的生产 ， 效果就更为明显 。
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经过上述零部件的设计 ， 最后经组合装配形成了图6所示的模块化柔性组合夹具整体结构 。
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零件的定位装夹
柔性组合夹具在进行零件的定位装夹时 ， 首先应先准备好对应扭力臂零件的定位支座、胀开心轴等部件 ， 在孔系基础板找到合适的联接孔逐一组装夹具模块 。 如图6所示 ， 组装好两个固定定位支座4、8及两个胀开心轴3、7 ， 再组装活动定位支座5、胀开心轴6 ， 接着拔出限位销9 ， 推动活动定位支座至最远处 ， 此时装入扭力臂零件 ， 两孔插进胀开心轴3、7 ， 并使零件孔端面贴紧固定定位支座4、8 ， 再调整活动定位支座滑动至合适位置 ， 对齐一个限位孔 ， 插入限位销 ， 此时胀开心轴6同时插入零件孔中 ， 最后边驱动图7所示胀开心轴定位边拧紧两个锁紧螺母使扭力臂零件完成定位装夹 ， 图7中压板只起到辅助压紧作用 。 此时就完成了零件的定位装夹 ， 如图7所示 。 实物模型如图8所示 。 在完成了扭力臂零件的定位装夹后 ， 再通过机器人运送至生产线内以布置在夹具托盘底部的零点实现与机床的快速联接 ， 无需再进行零件找正即可进行零件的数控加工 ， 联接过程如图9所示 。
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应用效果
通过生产线的实际应用 ， 由不同胀开心轴、定位支座在孔系基础板上的组合、调整 ， 可满足外形相似、相近零件的定位装夹 ， 既缩短了产品换型时间 ， 又降低了夹具制造成本 ， 同时提高了数控设备利用率 。 应用后产生的效果总结有以下几点：①球锁的应用实现了夹具基础板与夹具托盘的快速定位联接 ， 有助于减少夹具的换型时间 ， 成套夹具的装、卸时间可缩短至1min 。 ②研制的孔系夹具基础板提高了夹具的标准化程度 ， 长期应用有助于降低夹具制造成本 。 ③研制的模块化夹具结构提高了夹具的柔性化 。 ④零点实现了机床夹具的快速定位压紧、快速换型 ， 离线装卸时间小于0.5h 。
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