浅淡自动化加工中机床夹具设计
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【摘 要】在自动化加工中，夹具与机床、刀具组合为最重要的三部分，其中，夹具为核心环节，它连接着工件、机床、刀具。在设计的过程中需要考虑很多方面，如加工工艺、定位精度、夹紧、整体刚性、排屑方便、不受切削力影响和维修保养方便等。总之，夹具设计成功与否直接影响零件的加工精度及质量。
【Abstract】The combination of fixture， machine tool and cutter is the most important part in automatic machining. Among them， the fixture is the core link， which is connects the workpiece， machine tool and cutter. We need to consider many aspects in the design process， such as processing technology， positioning accuracy， clamping， overall rigidity， convenient chip removal， not affected by the cutting force and convenient maintenance. In short， the success of fixture design directly affects the machining accuracy and quality of the parts.
【关键词】定位;夹紧;干涉检查
【Keywords】 location; clamping; interference check
【中图分类号】TH12;TG75 【文献标志码】B 【文章编号】1673-1069（2019）02-0175-02
1 总体方案设计
从加工工艺出发，确定工件基准点、中心线、主轴相对位置、上料高度、上料形式、夹具的形式及定位高度，选择合适的定位夹紧方式。
2 定位方式的选取
所谓定位就是限制工件的6个自由度，即XYZ三个移动方向自由度，和绕XYZ转动方向的自动度。当被加工零件为毛坯，没有定位孔，通常采用传统的6点定位法，即在工件三个相互垂直的平面上，分别设为3个定位点，2个定位点，1个定位点。当工件有工艺定位销孔时，通常采用“一面两销”的定位方式，即为一个定位面，一圆销，一菱销。这种定位方式比较简单，这里有几点注意的地方：第一，菱销的角度方向应与圆销连线方向垂直，保证定位精度最为准确（见图1）;第二，工件定位销孔在后续工序还有应用时，为保证销孔精度不被本工序夹具上定位销插拔破坏，粗加工工序定位用工件定位销孔的浅孔处，精加工工序用销孔的深孔处，这样便可以保证加工精度（见图2）;第三，定位块要增加定位面冲屑及漏气检测，防止自动上料时切屑在定位面上，影响加工精度;第四，定位销与定位块及其他易损件要与整条生产线上的其他夹具相统一，便于更换。
3 夹紧方式的选取
夹紧点尽量与定位块支撑在同一直线上（见图3），且夹紧点作用在工件刚性好的有筋的位置处（见图4），确保夹紧力作用在定位支撑块上，且夹紧后工件没有变形，保证后续加工精度。夹紧力的大小须经过核算，保证油缸选取的正确，夹紧力所产生的摩擦力，足以抵抗加工产生的切削力，且定位块在允许的应力范围内。必要时需增加辅助支撑，方向一定要与切削力的方向相反，以此抵抗切削力。当加工方式为铣削加工时，切削力较大，夹爪应增加自锁功能，防止加工时产生振动。当夹紧的位置为毛坯时，要用浮动夹紧，防止因工件尺寸变化对夹紧效果产生影响。同时，夾紧力要转换为夹具内力，如同双手抱着工件一样，不可以设计成上下相向夹紧的形式，如同两个人对立而站，分别用双手推着工件一样，这种形式不稳定，会将夹紧力转化为使上下夹具形变的力。
4 干涉检查
由于夹具在加工中处于核心位置，工件、刀具、机床及防护门、工件输送装置都可能会与其发生干涉，且夹具内部也有很多夹紧、推靠、辅助支撑等动作，因此，设计时干涉检查尤为重要。首先要熟悉整个机床的动作循环，从上料、夹紧、加工循环开始，卸料及夹具空运转时，将整个动作轨迹在二维图纸的三视图上反复模拟确认，或者在三维图上做不同状态下的干涉检查。刀具在切削过程中容易与夹具发生干涉，应该按照加工时的走刀轨迹做干涉检查。
5 结语
如果有切屑液，要考虑切削对电气元件的影响，并做好防护。自动化连续加工时，要考虑排屑得及时，夹具体冲屑面的角度尽可能大一些。如果多种工件在同一台夹具上加工，应考虑夹具的通用性，更换机种时，需要简单可行，定位准确，无需重新调整精度，减少辅助加工的时间，提高加工效率。后续的维修保养应方便，易损件的更换要简单，禁忌为拆一个零件，大拆夹具。夹具体的设计要考虑加工工艺性，起吊孔的位置设定要考虑安装工艺性。夹具体内部走油路时，材料应选为钢件，防止选择铸件时内部有沙眼气孔，内部交叉油路容易发生串腔，从而增加加工难度及成本。
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