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                OTT-JAKOB夹具快速安装的设计原理与思路
                浏览次数:2704      发布于:2018-11-27

                OTT-JAKOB夹具的设计思路与安装介绍

                  机械加工现有生产模式主要体现在工装应用▲落后,效率低下,工人加工零件时装夹及找正时间←长,特别是单件或小批生产々频繁更换工装时,大多数时间都是在安装OTT-JAKOB夹具及找正。

                  实现这一目标的必要措施,就是对现有↘的夹具进行改造,替换。在机床上应用组合夹具,快换夹具实现加工的同时,减少了频繁更换夹具及找正时间,对整体的生产效率提高起到非常重要的作用。

                  案例一:快换工装设计思路〇

                  快装夹具的应用比我们常用的电动(或液压)卡盘要方便快捷,夹▲紧也可靠,而且加工不同的工件,生产准备相对简单并且周期短,只需更换不同的弹簧夹头和定位销轴,重新编制加工程序即可方便快捷地加工出各种所需的工件▃,从而可以低成本地实现较大规模的自动化生产,为企业节省资金。

                机械加工现有生产模式主要体现在工装应用落后,效率低下,工人加工零件时装夹及找◆正时间长,特别是单件或小批生产频繁更换工装时,大多数时间都是在安装OTT-JAKOB夹具及找正。

                  图1 快换夹具↘系统

                  下面本文将介绍经济型数控车床快速安装夹具的设计ξ 原理与思路:

                  1、夹紧机构

                  在数控车床的床头箱前端增加快装夹紧机构(见图2),其工作原理:拨叉13在齿条轴的推动下由右向左移动,通过瓦6带动活动套8向左移动,钢球12在活动套8的作『用下沿夹具体5的斜面向中心移动,同时钢球12向左挤压夹紧套7,使夹紧套7和锁◇紧挡圈11向左移动,从而使弹簧夹头10向左移动锁紧工件,工件的轴向定位由定位销9来实现。当工件加工完后,拨叉13在齿条轴的推动下向右移︼动,通过瓦6带动活动套8向右移动,从而使弹簧夹头10松开工件,这样工件的加工就完成了。用户可根据所加工工件的不同来更换不同的弹簧夹头和定位销就〓可以实现不同工件的加工。

                  图2 夹紧机构图∩

                  1-锥套 2-定位套 3-主轴 4-过渡盘 5-夹具体 6-瓦 7-夹紧套 8-活动套 9-定位销 10-弹簧夹头 11-锁紧档圈 12-钢球 13-拨叉 14-传动链 15-插销螺栓 16-带肩螺母

                  2、OTT-JAKOB夹具动力部分

                  OTT-JAKOB夹具动力部分机构见图3:由固定块7和支架3将传动轴2、齿条轴6和回转♂气缸4等零件固定在车床床头箱前端,与夹紧机构◢通过拨叉8相连接。工作原理:回转气缸4在气压的作用下带动传动轴2旋转,将动力传递给齿条轴6,齿条轴6带动拨叉沿导向轴5移动,将动力传递给夹具夹紧机构。

                  图3 动力机╱构图

                  1-挡片 2-传动轴 3-支架 4-回转气缸 5-导向轴 6-齿条轴 7-固定块 8-拨叉

                  3、OTT-JAKOB夹具控制部分

                  夹具控制部分∞装置见图4。工作原理:压缩气体经气源处理三联件1传递给三位∑四通手动转阀2,由手动转阀2传递给回转气缸3,使气缸→动作夹紧和松开工件。

                  图4 控制原理以及装置图

                  1-气源处理三联件 2-三位四通手动转阀 3-回转气缸 4-消声器 5-尼龙管 6-管接头

                  案例二:加工中心夹具的快速安装改造

                  为了提高立式加工中心的生∏产效率,缩短夹具的安装时间,利用立式加工中心的性能特点,为自身Ψ加工一个能够定位夹紧夹具的附加工作台面,再配备少量的简易附件,就能够快速地安装夹具。

                  1、自制工作台面的加工

                  备一块与加工中心工作台面↙积相同的钢板或铸铁板,厚度约为30-100mm,其数值可根据加工中心主轴距工作台平面的高度、被加工零件的尺寸以及机床规格等情况进∏行确定。新的工作台平面必须与主轴垂直,并且具有ξ较高的平面度,可以将板的上、下两面磨平后装在机床工作台上也可以先将板〓的一面加工好,装在加工中心工作台面上,再精铣◣上平面,作为新的工作台平面。

                  图5 工作台面

                  2、加工定位夹紧孔

                  新ξ 工作台面完成后,用加工中心加工一组定位夹紧孔。孔↓按一定规律排列,第一个孔在工作台平面坐标零点,其余孔向着坐标的负方向排列,相邻ω孔间距离相等。孔距设定考虑以下条件:

                  (1)匀划分工作台坐标平面。

                  (2)零件及夹具的尺寸大小。

                  (3)取易记忆的整数。如图5所示,机床行程、行程时、取孔距。此外对于具有特殊形状尺寸的零件∞的夹具,还可以在附加工作台上适当的位置另增加夹紧孔,以减小夹具面积,方便操作。

                  3、配备附件

                  为方便夹具安装可配备一些附件,圆柱定位☉销9(见图6a),菱形定位销,定位》夹紧销(见图6b),该销在定位的同时可拧上螺母将夹具压紧垫片,供调整菱形销方向用,其厚度为菱形销螺纹螺距的一半垫块的高度与夹具底板高↑度相同螺堵,当螺堵涂上黄油拧入无定位销的孔内时可防止孔锈蚀。

                  图6 配件图

                  4、设计相应的OTT-JAKOB夹具

                  仅要加工一个孔位的零件的夹具,在夹具上预留一个定位孔即可。加工多工位的零件的夹具,预留两」个定位孔,孔距与工作台平面上的孔距成倍ζ数。零件加工中切削力较小时可以使用定位夹紧◆销,夹具上不必再留供夹紧用的边缘部分。一般夹具可按夹紧销的位置预留∑ 夹紧边缘或在底板上开槽供夹紧用。

                  结论

                  经实践证明,OTT-JAKOB夹具安装快速方便,夹具装夹的同时已经准确定位,直接输人圆柱定位销的坐标★即可。简化夹具设计,以利夹具标准化。在加工扁平零件时△,不必设计制造高度较大的夹具。夹具的水平面积减小,可以充分利用工作台面,多安放夹具。OTT-JAKOB夹具安装时间〖可以控制,有利于生产计划管理。

                  案例三:快速寻位和状态记忆的通用夹具系统

                  基准自由的零件密封技术是一种安装技术新概念,是PCBF 技术的♀发展。采用RFPE 夹具加工时,当需要进行工序或安装转换时,通过再一次的材料填充,恢复工件夹具系统的原有形状,通过填充实体表面保留工件最初的位置信息,以作为新的安装过程中工件定位的线索。基于RFPE 技术,提出并研∴制了一种能够快速寻位和状态记忆的通用夹具系统。

                  图7 工作流程图

                  1、基本原理

                  RL&SM 通用夹具系统采用规范化的板块结构,构成可拆卸的RL&SM 箱体,作为通用夹具系统在机床上快【速寻位的基准和记忆工件初始安装信息的实体模型;箱体的各个板块上装有可便利调节的工件寻位元件,其固定后的实际位置通过测量获得,并由数据采集系统送入信息处理系统;工件通过寻位元件确定其在箱体中的初始位※置,预紧后注入低熔点合金凝固形成工件的初始安装姿态,使工件、填料和箱体形成一个整体——工件夹具系统。

                  箱体通过其规▆则的外部表面、定向键和压板机构,在机床上实现快速定位与夹紧;当需要进行工序或安装转换时, 翻转工件夹具系统,完成规则箱体在机床上的定位与夹紧。图8为分离式双箱结构的RL&SM 寻位箱,箱体的各块板通〗过柱销定位连接,上箱和下箱之间则通过键实现定位连接,以保证重复装配时的效率和准确工程应用。

                  图8 可快速寻位和状态记忆的分离式寻位箱结构

                  2、工程应用与分析

                  (1) 机ω 械手肘关节座:这是一个由非加工表面形成外部轮廓的零件,其加工特征分布在不同的方位面上,并具有相互位置精度要求。采用RL&SM 通用夹具系统,工件只需要安装一次(不再需要工艺基准),两次安装RL&SM 箱体即可实现全部加工,图9给出了采用RL&SM 夹具系统进行机械手肘关节座加工的工艺过程。

                  图9 机械手肘关节座加工工艺过程

                  (2) 鞍形转子:这是一个具有双曲面外轮︾廓的高速回转件(见图10)。环壁薄、精度要求高,由于加工时易于产生变形,传统生产中采用互为基准、反复进行工序转换加工成形的方法,不仅加工效率低,而且需要各种专用工装,采用柱形的RL&SM 通用夹具,通过填料增加了工々件的刚性,避免了互为基准反复加工的工艺过程,减少工序转换次数,提高切削效率,减少了专用工装的花费,即设计、制造周█期和成本等。

                  图10 高速回转件

                  (3) 机加工叶片(铝制):这是一个具有复杂曲面的小刚性零件(见图11)。采用RL&SM通用夹具系统除了可以节省原材料,减少辅助加◣工和安装转换次数,而且由于提高了工件支承刚度。切ㄨ削用量可以大大提高,切削效率可提高3倍以上,并使加工质量明显得到改善。

                机械加工现有生产模式主要体现在工装应用落后,效率低下,工人加工零件时装夹及找正时间长,特别是单件或小批生产频繁更换工装时,大多数时间都是在安装OTT-JAKOB夹具及找正。

                  图11 小刚性零件

                  结论

                  RL&SM 通用夹具系统的研究【与实践已取得了重要进展,其中包括RL&SM 箱体的通→用性,与夹具原始误差无关的RL&SM 箱体生成技术,填料性能的研究与填料的研制,填料工艺及其参数的研究与控制等。工程验证和部分工程应用结果表明,RL&SM 通用夹具系统具有广泛的工程应用前景,其主要体现在以下几个方面:

                  (1)具有良好的通用性;

                  (2)具有高的生产效率、机床利用率和加工质量;

                  (3)有利于√设计制造过程自动化;

                  (4)结构简单、可靠性好,且成本低, 可以面向任意的工种和任意自动化程度♀的设备;

                  (5)RL&SM 通用夹具系统的通用性和规范化,便于实现工件安装、状态成形、OTT-JAKOB夹具寻位和信息处理的自动化,从而可以降低对操作人员的技术要求。

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