優(yōu)化夾具設(shè)計及助推效率提升

0 引言

“工欲善其事，必先利其器”，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品需求轉(zhuǎn)變成多樣性，夾具成為產(chǎn)品加工過程中的利器。如何優(yōu)化夾具設(shè)計，保證對產(chǎn)品加工進(jìn)行有效的控制，提升產(chǎn)品加工效率，成為工藝工程師亟待解決的問題。本文作者選取公司加工的典型產(chǎn)品，介紹了產(chǎn)品在珩磨加工過程中裝夾方法，通過對夾具優(yōu)化、相似性夾具應(yīng)用，有效減少了產(chǎn)品加工過程中夾具的數(shù)量，并通過合理夾具設(shè)計提升了產(chǎn)品加工效率和加工精度，使產(chǎn)品的工藝性、經(jīng)濟(jì)型得到了顯著提高。

Optimization of ultrasonic-assisted extraction technology of polyphenols from sweetpotato peel

1 產(chǎn)品改進(jìn)前狀態(tài)

珩磨作為內(nèi)孔表面精磨加工的一種工藝方法，在筒體類產(chǎn)品加工過程中廣泛使用，它能有效地提高尺寸精度、形狀精度及減小Ra值。

我公司目前使用的是善能SV-490立式珩磨機(jī)。在機(jī)床驗收時，作為驗收標(biāo)準(zhǔn)中的一項，廠家提供了產(chǎn)品3360-2以及687完整的夾具圖紙。以產(chǎn)品3360-2為例，廠家分別提供了65工序粗珩以及92工序精珩夾具，如表1。

表1中可以看出：兩道珩磨工序僅僅是定位形狀的改變，就重新設(shè)計與產(chǎn)品定位形狀相適應(yīng)的定位法蘭，有幾道工序就會有幾種不同的定位法蘭；為了和機(jī)床附帶的基座相配合，定位法蘭的尺寸都比較大，最大包絡(luò)直徑為Ф197，長度則因產(chǎn)品不同而不同。

45工序的產(chǎn)品剖面示意圖及三維視圖如圖3。

將此夾具設(shè)計思路廣泛推廣應(yīng)用公司多項產(chǎn)品的珩磨及其他工序夾具設(shè)計中，以公司產(chǎn)品3972-4的兩道珩磨工序為例，3972-4也是筒體類產(chǎn)品，45工序是粗珩磨，110工序是精珩磨。產(chǎn)品剖面示意如圖6。

2 產(chǎn)品改進(jìn)措施

通過前面的分析，珩磨夾具設(shè)計思路調(diào)整應(yīng)著重注意以下三個方面因素：盡量減少大尺寸夾具的設(shè)計；充分利用已有夾具；盡量做到裝夾方便。

與上例不同的是此產(chǎn)品較長，達(dá)到了706mm，所以在45工序珩磨時現(xiàn)有的珩磨夾具都不能借用（若借用現(xiàn)有夾具，就無法使用機(jī)床附帶的氣動壓板），需要重新設(shè)計。設(shè)計過程不再贅述，夾具示意圖、三維視圖及制造夾具如圖7。

天津自貿(mào)試驗區(qū)依托天津港建立。如前所述，天津港是中國東北、西北和華北對外貿(mào)易的重要港口，靠近新亞歐大陸橋，是同時擁有四條鐵路通往歐洲大陸橋的港口。因此，天津自貿(mào)試驗區(qū)應(yīng)依托天津港，大力拓展國際中轉(zhuǎn)功能，吸引中亞、蒙俄、日韓的貨物到天津港中轉(zhuǎn)，建設(shè)“一帶一路”物流新通道，搭建“一帶一路”雙向開放新平臺。此外，創(chuàng)新區(qū)域協(xié)作模式，加快建設(shè)京津冀協(xié)同發(fā)展示范區(qū)；深化與“一帶一路”沿線國家的合作，大力發(fā)展智能科技產(chǎn)業(yè)，打造天津“智港”；優(yōu)化金融資源配置，大力發(fā)展融資租賃業(yè)，為“一帶一路”建設(shè)提供更高質(zhì)量的融資服務(wù)。

工作原理分析：圖4中Ф73尺寸與3360-2外圓配合，確定產(chǎn)品中心；25尺寸與產(chǎn)品扁平面配合，防止產(chǎn)品在珩磨過程中轉(zhuǎn)動。本次設(shè)計夾具時，充分利用這兩個尺寸，再重新設(shè)計新的過渡襯套。需要注意的是，在設(shè)計時要注意保證裝配完后，珩磨機(jī)床附帶的氣動壓板能壓住產(chǎn)品，以確保產(chǎn)品在珩磨過程中不能軸向竄動。為了解決定位可靠，裝夾方便，特別在過渡襯套設(shè)計了兩個凹槽，在配合使用定位銷，使產(chǎn)品定位可靠，裝夾方便。產(chǎn)品裝夾剖面示意圖、三維視圖及制造夾具如圖5。

本文基于CiteSpace軟件對22種EI期刊中涉及微網(wǎng)的文獻(xiàn)進(jìn)行了研究,從量化角度分析總結(jié)了微網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱點與前沿,避免了過去研究過程中過度偏于主觀的定性分析。經(jīng)過分析得到該領(lǐng)域的研發(fā)力量分布:在核心作者群體中,王成山團(tuán)隊和李鵬團(tuán)隊在微網(wǎng)領(lǐng)域最為突出;在研究機(jī)構(gòu)中,中國電力科學(xué)研究院、浙江大學(xué)電氣學(xué)院、華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院等具有較強(qiáng)研究力量;針對關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析得到了微網(wǎng)領(lǐng)域熱點技術(shù)與關(guān)注點的預(yù)測,其主要集中在微網(wǎng)分布式發(fā)電技術(shù)、儲能技術(shù)、檢測技術(shù)、電能質(zhì)量和能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注點等。

隨著珩磨產(chǎn)品的不斷增多，所有的珩磨夾具設(shè)計都沿襲了機(jī)床廠家提供的這種設(shè)計思路，如圖1。

2.4 艾滋病干預(yù)檢測服務(wù)利用 三種職業(yè)流動人口獲得免費(fèi)安全套和宣傳材料的比例差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。三種職業(yè)流動人口僅有25人最近一年接受過HIV檢測，知道檢測結(jié)果和曾接受檢測前咨詢服務(wù)的比例均為76%（19人），其中，建筑工人接受檢測前咨詢的比例最高；企業(yè)工人知曉檢測機(jī)構(gòu)、最近一年接受過HIV檢測的比例均高于其他兩種職業(yè)，見表2。

此產(chǎn)品為典型的外筒類產(chǎn)品，45工序為粗珩磨工序，70工序為精珩磨工序。

在設(shè)計夾具初期，通過尋找相似產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)3360-2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及長度與該產(chǎn)品接近，所以查閱3360-2珩磨夾具，如圖4。

為增強(qiáng)夾具通用性，保證相似產(chǎn)品加工，通過分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，此產(chǎn)品70工序和45工序產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)基本相似，只是與銷子配合的孔尺寸變大了，那么70工序夾具只需在45工序夾具的基礎(chǔ)上將銷子更換為大直徑的銷子即可，無需再重新制作新夾具。此舉充分體現(xiàn)了當(dāng)初的設(shè)計思路，即減少大尺寸的夾具、充分利用現(xiàn)有夾具和裝夾牢靠方便。

3 設(shè)計思路推廣應(yīng)用

這就造成了改進(jìn)前存在諸多問題，主要體現(xiàn)在以下三個方面：①相似夾具越來越多。從圖1中可以看出，幾乎所有的珩磨夾具結(jié)構(gòu)都是相似的，并且大小尺寸也都很接近；②每種夾具使用頻次不一。由于產(chǎn)品訂單的原因，部分夾具甚至只使用了一次，就閑置下來，造成了極大地浪費(fèi)；③產(chǎn)品材料和機(jī)加時間的浪費(fèi)。由于夾具結(jié)構(gòu)相似，均為直徑Ф197，長度根據(jù)具體產(chǎn)品而定，而備料尺寸基本為Ф200以上，所需的加工時間較長。

以公司生產(chǎn)的產(chǎn)品7001珩磨夾具設(shè)計過程為例，如圖2。

100 工序和45工序產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外形從外圓加工為異形，按照新的設(shè)計思路，盡量使用已有的夾具，通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化的比較，重新設(shè)計了一個過渡襯套，在110工序時配合45工序夾具一起使用。過渡襯套三維結(jié)構(gòu)及夾具完整裝配圖如圖8。

通過此思路來優(yōu)化設(shè)計夾具，對公司多項產(chǎn)品夾具設(shè)計進(jìn)行普及、推廣應(yīng)用，同時對新訂單中產(chǎn)品的尺寸形狀進(jìn)行分析，結(jié)合同類型產(chǎn)品已有夾具，可快速高效的加工更多的產(chǎn)品，提升了產(chǎn)品的加工效率，滿足了產(chǎn)品交付節(jié)點，獲得了客戶的好評。

4 結(jié)束語

在原夾具的設(shè)計過程中，每個產(chǎn)品每道工序?qū)?yīng)一套夾具，雖然堅持了專項專用的原則，但通過實踐檢驗，很大程度上浪費(fèi)了加工時間，周期不足以滿足產(chǎn)品交付需求。通過新的夾具設(shè)計，確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時，提高了效率，同時夾具制作更加容易。目前按這種方式設(shè)計的夾具廣泛應(yīng)用在產(chǎn)品的批量生產(chǎn)中。

（3）就疊合梁懸臂部分橋面板支架設(shè)計來說，在縱橋上的距離要控制在1.5m左右，主梁的支點要與鋼疊合梁上的緣板滿焊，使用U形鋼筋拉環(huán)使得主梁的另一端固定在上緣板中。其懸挑的部分則使用M16型號的拉桿固定在懸挑的主梁之上。

優(yōu)化夾具設(shè)計，助推效率提升，是企業(yè)發(fā)展的需要。堅持問題導(dǎo)向，轉(zhuǎn)換工作思路，通過夾具的優(yōu)化設(shè)計，快速高效的加工產(chǎn)品，是我們工藝工程師的不懈追求。夾具設(shè)計上的這些寶貴的改進(jìn)經(jīng)驗可以合理地輸入到新項目的設(shè)計中，具有很好的參考價值。

[1]劉玉蓉.NAGEL珩磨機(jī)步進(jìn)漲刀系統(tǒng)問題分析[J].十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，25（4）：108-110.

[2]唐澄文，劉明月，謝繼強(qiáng)，張勇.某類小鋼制件磁粉檢測夾具優(yōu)化設(shè)計[J].無損探傷，2020，44（05）：35-37.

[3]崔英偉，閆旭東，路梓照.尺寸優(yōu)化技術(shù)在大型夾具設(shè)計中的應(yīng)用[J].環(huán)境技術(shù)，2021，39（04）：20-24.