對(duì)于一些批量較大的箱蓋箱體類零件的加工，如減速器的箱蓋類零件，常用的夾具就是平口虎鉗，但箱蓋類零件用平口虎鉗裝夾(定位、夾緊）時(shí)，存在定位任意性導(dǎo)致調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)及尺寸保證困難，夾緊費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)CNC加工生產(chǎn)制造自動(dòng)化的弊端。下面就以某生產(chǎn)廠加工減速器的箱蓋零件存在的問(wèn)題及解決過(guò)程為案例來(lái)分析說(shuō)明這類問(wèn)題。
1問(wèn)題的出現(xiàn) 減速器的箱蓋零件需要加工的部位包括箱蓋底面（加工工序有銑平面等）和窺視孔平面(加工工序有銑平面、鉆孔、倒角、攻絲），所需加工的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖1所示。 箱蓋零件在加工箱蓋底面時(shí)，現(xiàn)有的裝夾方式是用平口虎鉗裝夾,裝夾時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下三種情況，如圖2所示，靠手工慢慢調(diào)整很費(fèi)時(shí)間，又很難保證形位及尺寸。
2問(wèn)題分析 蓋零件在加工窺視孔平面時(shí)，現(xiàn)有的裝夾方式也是用平口虎鉗裝夾，裝夾時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下三種情況，如圖3所示，靠手工慢慢調(diào)整很費(fèi)時(shí)間，也很難保證形位及尺寸。
上述箱蓋零件在二次加工時(shí)都用平口虎鉗裝夾，都存在定位任意性導(dǎo)致調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)及形位和尺寸保證困難，夾緊靠手動(dòng)形式既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)圖樣上相關(guān)形位、尺寸要求及CNC加工現(xiàn)場(chǎng)加工過(guò)程情況的分析，發(fā)現(xiàn)了調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，形位及尺寸保證困難的原因所在。
(1) 僅采用平口虎鉗的固定鉗口作為定位基準(zhǔn)，沒(méi)有完全約束箱蓋零件加工時(shí)的自由度，使工件每次定位時(shí)處于不完全定位狀態(tài)，導(dǎo)致了工件定位的任意性。
(2) 采用平口虎鉗裝夾時(shí)，每次夾緊都是采用手動(dòng)形式，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。
(3) 雖然箱蓋底面、窺視孔平面的加工都使用通用夾具平口虎鉗，但效率低下。應(yīng)設(shè)計(jì)箱蓋底面、窺視孔平面加工的專用夾具，且該專用夾具能同時(shí)實(shí)現(xiàn)箱蓋底面、窺視孔平面的加工。
(4) 操作繁瑣，不能與機(jī)械手、機(jī)器人等配合，無(wú)法完成零件加工的整套工序，無(wú)法實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化的過(guò)程。
3改進(jìn)方法與結(jié)果
通過(guò)上述四個(gè)方面存在問(wèn)題的分析，可以看出問(wèn)題癥結(jié)在于：
(1) 夾具設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)沒(méi)有完全定位；
(2) 手動(dòng)夾緊形式既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力；
(3) 該夾具要同時(shí)滿足箱蓋底面、窺視孔平面的加工；
(4) 操作安全可靠，可與機(jī)械手、機(jī)器人等配合，完成零件加工的整套工序，實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化的過(guò)程。
針對(duì)四方面問(wèn)題的癥結(jié)，采取了重新設(shè)計(jì)與制造夾具的方案。
(1) 重新設(shè)計(jì)夾具的定位方式。第一次加工箱蓋底面時(shí)的裝夾如圖4所示，根據(jù)六點(diǎn)定位原理，完全約束了箱蓋零件的自由度；第二次加工窺視孔平面時(shí)的裝夾如圖5所示，同樣根據(jù)六點(diǎn)定位原理，也完全約束了箱蓋零件的自由度，保證了二次裝夾時(shí)定位的準(zhǔn)確性。
(2) 重新設(shè)計(jì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)。采用氣動(dòng)夾緊形式，提高了加工的高效性、夾緊的可靠性、操作的安全性。
(3)該套夾具采用了巧妙的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在可拆卸支撐板上設(shè)計(jì)一個(gè)與窺視孔平面相對(duì)應(yīng)的傾斜平面，這樣即能滿足箱蓋底面的加工，如圖6所示，也能滿足窺視孔平面的加工，如圖7所示。
(4) 該套夾具把可拆卸支撐板和可拆卸支撐釘卸掉后，即可使用氣動(dòng)平口虎鉗進(jìn)行工件的裝夾。
(5) 整套夾具如圖8所示，運(yùn)用了機(jī)、電、氣融合為一體的設(shè)計(jì)，保證了定位的準(zhǔn)確性、加工的高效性、夾緊的可靠性、操作的安全性。此套夾具可與機(jī)械手、機(jī)器人等配合，在車間各化的過(guò)程。
4結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)生產(chǎn)一線產(chǎn)品及工裝夾具的分析，揭示了在CNC加工過(guò)程中，有關(guān)零件夾具設(shè)計(jì)與生產(chǎn)效率及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的相互影響關(guān)系；提示有關(guān)工程技術(shù)人員在處理類似CNC加工問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意深入分析定位基準(zhǔn)、夾緊機(jī)構(gòu)和機(jī)、電、氣融合為一體的設(shè)計(jì)關(guān)系，在工件裝夾過(guò)程中夾具的設(shè)計(jì)力求保證定位基準(zhǔn)準(zhǔn)確，夾緊機(jī)構(gòu)省時(shí)省力、簡(jiǎn)單、方便、可靠，以便實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的過(guò)程。
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