激光打標專用夾具設計

周超杰 陶晨聰

【摘要】產品追溯在如今的機械制造業中起著十分重要的作用，使用激光打標對產品零件進行標識在制造過程中越來越常見。由于通用夾具進行激光打標時效率低下且標識一致性難以保證，現設計了一種專用夾具用于某些軸類零件。

【關鍵字】產品追溯;激光打標;專用夾具

【Abstract】Product traceability plays a very important role in today's mechanical manufacturing industry. It is more and more common to use laser marking to identify product parts in the manufacturing process. Due to the low efficiency of laser marking with universal fixture and the difficulty to ensure the consistency of marking， a special fixture is designed for some shaft parts.

【Key words】Product traceability;Laser marking;Special fixture.

0 引言

現如今機械零件加工中十分注重產品零件可追溯性，因此產品的可追溯性標識尤其重要， 當產品出現問題后可根據此標識信息反推整個產品，找出問題發生的真正原因并為改善產品品質提供依據。激光打標可在零件表面形成各種文字及符號，由于使用激光打標十分快捷簡便，現零件的產品標識多使用激光打標機來完成。激光打標主要步驟分為兩步：裝夾及打標，其中打標由電腦軟件控制，與工人操作關聯小，難以提升加工效率，而裝夾耗時與工人熟練度及夾具有著深刻的聯系。因此，提升激光打標工序效率關鍵在裝夾部分。基于激光打標某些零件時通用夾具無法做到產品標識的一致性及合格率且工作效率低下，現設計了一種為某軸類零件激光打標專用夾具，目的是提升激光打標工作效率并且使得產品標識一致。該軸零件如圖1所示。

1專用夾具結構

本夾具主要由由固定底板、標準V型塊、固定擋板、專用卡塊等組成。其結構圖如圖2所示。

該專用夾具按照軸零件尺寸設計，可直接將該軸類零件放置在此夾具上并進行激光打標。

1.1裝夾原理

零件由該軸類零件在頭部齒輪區存在一槽，使得原本軸向完全對稱的回轉體零件不再完全對稱，而激光打標要求標識應具有一致性。該專用夾具設計了一個專用卡塊與零件齒輪部位的空槽貼合，能夠使零件在裝夾時能夠快捷的定位，專用卡塊結構如圖3所示。

卡塊的外形與軸零件完全契合，此設計可使得零件在裝夾時不需要工人進行對正，大大縮短裝夾時間，且零件在軸向方位固定，即可固定激光打標標識所在位置，大大增加標識在零件上位置的一致性。零件與夾具裝夾后如圖4所示。

2 專用夾具及通用夾具對比實驗

本實驗共分為A、B、C、D四組，其中A、B組為有經驗的工人，C、D組為無經驗的工人，A、C組使用專用夾具，B、D組使用通用夾具（通用夾具只由座板、V型塊兩部分組成）。每組共5人，每人使用激光打標機打印標識二十個零件，測量每組零件打標的平均用時并觀察標識的一致性及合格性。

經統計后得出：A、B、C、D四組在每個零件的裝夾上的平均耗時分別為：5s、15s、8s、30s。其中A、C組的一致性明顯大于B、D組，B組一致性較好，D組一致性較差。A、B、C組的合格率均為100%，而D組合格率為99%。

時間效率提升公式（t1為改善前用時，t2為改善后用時）

由數據可以得出使用專用夾具后，無論是原有經驗的工人還是無經驗的工人，激光打標時裝夾所耗費的用時大大減少，即工作效率得到了提高。零件標識的一致性通過專用夾具固定后也得到了大幅提升。此外，該夾具裝夾對于工人的技術要求低，即使是無經驗的工人裝夾也能夠很快的完成，這對于通用夾具來說是難以實現的。

3 結論

現如今產品追溯在機械生產過程中越來越重要，激光打標也顯得尤為重要。激光打標專用夾具的設計對于提升工作效率具有極大的意義。 此專用夾具結構簡單，操作簡易，對于結構類似的軸類零件，只需稍加改變便可使用，是一種有效的改進方法。

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作者簡介：周超杰（1992-），男，助理工程師，從事的專業方向：機電一體化。