同設(shè)備多夾具快速安裝定位

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司機(jī)匣加工廠，遼寧 沈陽 110043）

同設(shè)備多夾具快速安裝定位

趙冬梅 陳要武 輝春梅

（沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司機(jī)匣加工廠，遼寧 沈陽 110043）

同設(shè)備加工多個零件過程中，更換工裝及找正占用很多時間，單件加工的零件工裝更換更為頻繁，加工效率極其低下，夾具快速安裝定位是急需解決的問題。本文介紹了在現(xiàn)場零件生產(chǎn)中，典型零件的工裝快換過程，包括快換工裝的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用情況，工藝改進(jìn)，應(yīng)用效果等。

快換；效率；方案實施

面對生產(chǎn)任務(wù)的逐年增加，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，提高生產(chǎn)效率是技術(shù)部門不斷努力的方向。機(jī)械加工過程要降低成本、提高生產(chǎn)效率，就要從最重要的環(huán)節(jié)工藝設(shè)計及工裝準(zhǔn)備入手。快換夾具的應(yīng)用，就是實現(xiàn)這一目標(biāo)的必要措施，零件安裝在應(yīng)用快換夾具的機(jī)床上就可以實現(xiàn)加工，減少了頻繁更換夾具及找正時間，對整體的生產(chǎn)效率提高起到非常重要的作用。

1 項目概述

按生產(chǎn)實際，選取實際加工中的瓶頸設(shè)備及零件加工批量大的零件，同時依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，選取結(jié)構(gòu)類似，直徑尺寸差相對較小的零件進(jìn)行全部實現(xiàn)工裝快換，且實現(xiàn)安裝夾具及找正時間從原來的40分鐘降低至10分鐘。

2 方案實施

2.1 現(xiàn)狀分析

機(jī)械加工現(xiàn)有生產(chǎn)模式主要體現(xiàn)在工裝應(yīng)用落后,效率低下,工人加工零件時裝夾及找正時間長，特別是單件或小批生產(chǎn)頻繁更換工裝時，大多數(shù)時間都是在安裝夾具及找正。這種情況下，快換夾具的應(yīng)用，是提高生產(chǎn)效率的最佳方式。

2.2 快換工裝結(jié)構(gòu)原理

快換夾具的設(shè)計理念是實現(xiàn)快速換裝及快速定位，這就要求夾具與機(jī)床花盤之間有一個可以實現(xiàn)快速換裝及定位的中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，依托先進(jìn)的零點定位元件，設(shè)計制造一標(biāo)準(zhǔn)底盤，用來連接夾具與機(jī)床。而夾具和底盤的連接定位及鎖緊依靠精密排列的零點定位元件系統(tǒng)來實現(xiàn)，其配合精度0.005，滿足使用需求。零點定位元件系統(tǒng)的夾緊部分裝在底盤上，定位部分裝在夾具上。

底盤根據(jù)機(jī)床工作臺設(shè)計為圓盤或方形結(jié)構(gòu)，在底盤上設(shè)計5個零點定位元件，其中底盤正中心1處，圓周均布4處，中心處零點定位元件用于定心，精度要求最高，位置度為0.01，圓度為0.003，平面度達(dá)到0.005，可用于找正底盤；其余零點定位元件位置度為0.01，以中心處零點定位元件圓心為基準(zhǔn)。底盤上開有6處連接孔，分別按3處、4處均布，便于連接底盤與機(jī)床花盤。

夾具部分與普通夾具基本一致，僅在底面開5個孔，用于固定與底盤相連的定位部分鎖緊銷，孔的分布與底盤上5處聯(lián)接件分布位置一致，位置度及精度要求也與底盤相應(yīng)位置要求保持一致， 夾具定位面與中心連接孔保證同軸，同時要注意夾具底盤平面度要求必須要高，實際設(shè)定為0.005，以確保夾具與底盤的相對位置度。

聯(lián)接件為零點定位元件，此元件與其它連接方法相比有鎖緊容易、反應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點，鎖緊結(jié)構(gòu)為氣動鎖緊，使用時通過底盤上設(shè)置的通氣閥對底盤內(nèi)部進(jìn)行加壓，通過氣壓驅(qū)動安裝在底盤上的5個鎖緊套，當(dāng)氣壓達(dá)到鎖緊套解鎖壓強(qiáng)后，鎖緊球在內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)作用下自動由中心向四周移動，釋放鎖緊套中心空間，然后將夾具定位部分鎖緊銷插入底盤定位孔內(nèi)，確保定位銷完全進(jìn)入后停止供氣，釋放底盤內(nèi)氣壓達(dá)到普通大氣壓后，底盤內(nèi)的定位鎖緊套結(jié)構(gòu)發(fā)生作用，使定位鎖緊球自動移向中心，鎖死鎖緊銷，實現(xiàn)定位及鎖緊作用。

2.3 工藝改進(jìn)過程

為推廣使用快換工裝，節(jié)約夾具數(shù)量，對零件定位尺寸進(jìn)行統(tǒng)一。為規(guī)范快換夾具的使用方法，完善使用方案，依據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗，編制了使用操作說明書和使用指導(dǎo)文件。

2.4 應(yīng)用過程

將夾具底座固定在花盤上，將螺母按對稱方式初步鎖緊，鎖緊力矩不大于10N，松開吊帶。找正夾具底座中心處的鋼球自鎖系統(tǒng)突出處外圓，圓周跳動不大于0.005，平面跳動不大于0.005，將螺母順時針方向完全鎖緊，鎖緊力矩不大于15N。然后將夾具上的鋼球自鎖系統(tǒng)與底座上的鋼球自鎖系統(tǒng)大概對齊，并盡可能的推入底座的相配孔中，扶穩(wěn)夾具，將底座的進(jìn)氣閥門與供風(fēng)系統(tǒng)相連，打開空氣閥，待底座上的鋼球自鎖系統(tǒng)完全打開后，將夾具向底座方向推入，使底座與夾具上的鋼球自鎖系統(tǒng)緊密配合，斷開進(jìn)氣閥門與供風(fēng)系統(tǒng)的連接，待底盤內(nèi)氣壓將至額定壓力后，鋼球自鎖系統(tǒng)完全鎖死，夾具固定完成，不需要找正及壓緊過程。

零件安裝與正常裝夾零件相同，對于漲胎或精密定位的夾具，不需要零件找正及校正，裝夾后可直接加工，對于非精密定位的夾具，安裝零件后需要對零件找正面進(jìn)行校正，確定零件位置準(zhǔn)確再加工。零件加工過程與應(yīng)用普通夾具加工過程完全相同。

零件加工完畢后，將底盤上的進(jìn)氣閥門與供風(fēng)系統(tǒng)連接，打開開關(guān)，向底盤上的鋼球自鎖系統(tǒng)加壓，待鋼球自鎖系統(tǒng)完全打開后，將夾具向與底盤相反的方向拉出，待夾具與底盤完全分離后，將夾具移至安全位置，斷開進(jìn)氣閥門與供風(fēng)系統(tǒng)的連接，完成夾具拆卸；將進(jìn)氣閥門與供風(fēng)系統(tǒng)連接，打開開關(guān)，待鋼球自鎖系統(tǒng)完全打開后安裝好保護(hù)罩，斷開進(jìn)氣閥門與供風(fēng)系統(tǒng)的連接。

2.5 應(yīng)用效果

安裝底盤，找正圓周跳動0.005，夾具安裝結(jié)束后打表檢測夾具找正帶圓跳為0.01左右，從精度方面能夠滿足零件需求。安裝底盤，找正合格時間為40分鐘左右，夾具裝夾時間為5分鐘左右，鎖緊機(jī)構(gòu)解鎖時間為3s～5s。在加工下一種零件時只需更換夾具即可，無需更換底盤，大大提高了零件的裝夾找正時間。相較于普通夾具每更換一次裝夾找正需要30-60分鐘，快換夾具的安裝要方便快捷的多，而且降低了操作者的勞動強(qiáng)度。通過對多個零件及工序使用快換夾具進(jìn)行驗證，應(yīng)用后提高效率明顯，有效加工時間提高12.5%，得到操作者的一致好評。

結(jié)語

應(yīng)用快換工裝的意義就在于加工下一種零件時只需更換夾具即可，無需更換底座，夾具與底座實現(xiàn)快速換裝，從而提高有效加工時間。由于此類工裝價格相對普通工裝高，應(yīng)先從發(fā)揮優(yōu)勢的方面推廣，通過現(xiàn)場應(yīng)用，總結(jié)此類工裝適合如下情況的應(yīng)用，更能快速發(fā)揮優(yōu)勢。

（1）設(shè)備方面：多臺同類型、加工尺寸范圍相近設(shè)備，可共同使用同一規(guī)格的底座；雙工作臺的設(shè)備，其中一個工作臺加工零件，另一個工作臺可實現(xiàn)零件裝夾，兩項工作同時進(jìn)行。

（2）零件結(jié)構(gòu)方面：結(jié)構(gòu)尺寸接近的同類型零件種類越多越好，可以使用相同規(guī)格的底座，節(jié)約工裝成本。

（3）生產(chǎn)批量方面：生產(chǎn)批量越大越好，更換夾具的次數(shù)相對較少，利于工裝成本降低。

[1]尤福禎，岳新生.一面一銷定位夾具的定位銷高度計算[J].機(jī)械制造，2001（04）.

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