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1、止摆器数控加工夹具设计研究摘要：从止摆器零件的构造特点出发，对原加工工艺进行了改良，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、夹紧设计与工作经过。应用这一加工夹具，能够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45mm20mm4mm，四周圆角半径为5mm。底板内部分布有两个左右对称的10mm6mm腰形孔和14mm10mm2mm腰形凹槽。立板部分尺寸为2
2、0mm4mm20mm，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20mm24mm2mm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。上述工艺经过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，因而存在加工效率较低、加工质
3、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T8A6，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预，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650mm200mm20mm，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
4、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。加工经过中最大切削力出如今采用准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2.510，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SDA6350
5、，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；为气缸的力传递效率，取0.85。经计算，得：F=0.7632-202/40.85=1667N1667N2715N，可见，单个气缸能知足两个止摆器加工要求的安全夹紧力。3工作经过止摆器数控加工夹具的工作经过如下：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，此时能够放入止摆器毛坯，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，此时能够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。