銑削殼體零件的快裝螺旋夾緊夾具設(shè)計(jì)

秦剛，王文仲，趙晉強(qiáng)，劉衛(wèi)杰

西安北方光電科技防務(wù)有限公司 陜西西安 710043

1 序言

殼體零件是我司防務(wù)制導(dǎo)系列產(chǎn)品中的重要零件，從試制到批產(chǎn)經(jīng)過(guò)多次工藝優(yōu)化，但銑削端面凹槽夾具仍采用彎板裝夾，一面一孔定位、端面壓板壓緊，使零件裝夾效率低，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀對(duì)殼體零件銑削端面凹槽夾具進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)驗(yàn)證使用效果很好。

2 殼體凹槽銑削工藝分析

圖1 所示的殼體零件銑削端面凹槽裝夾全為手動(dòng)，每個(gè)零件裝夾要進(jìn)行十余個(gè)動(dòng)作，耗時(shí)長(zhǎng)、加工效率低，影響了部門(mén)的生產(chǎn)節(jié)拍及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)規(guī)律化。鑒于提升殼體零件的生產(chǎn)節(jié)拍可以有效促進(jìn)部門(mén)生產(chǎn)活動(dòng)的穩(wěn)定進(jìn)行，于是將其作為現(xiàn)場(chǎng)提高生產(chǎn)效率的依據(jù)進(jìn)行改進(jìn)。

圖1 殼體（紅色區(qū)域?yàn)槎嗣姘疾郏?/p>

初期現(xiàn)狀：殼體零件裝入彎板定位孔，零件下側(cè)定位面旋轉(zhuǎn)與夾具定位面貼實(shí)，將壓板穿入螺桿中擰緊螺母，完成零件的一次裝夾，如圖2所示。銑削端面凹槽，松開(kāi)螺母，取下零件放入零件流轉(zhuǎn)盒內(nèi)，完成零件的一次拆卸。零件加工效率低主要是因?yàn)樵趭A緊殼體工件時(shí)，螺旋機(jī)構(gòu)夾緊點(diǎn)在工件端面，必須轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘數(shù)圈后壓緊，導(dǎo)致取出工件時(shí)必須將螺釘退擰數(shù)圈使殼體工件從夾具的定位孔中取出。即為加工一件零件裝夾所需的11個(gè)操作動(dòng)作：拿零件→清理定位面→裝入定位孔→零件旋轉(zhuǎn)定位→將壓板穿入螺桿中→擰緊螺母→銑削端面凹槽→松開(kāi)螺母→取下壓板→取下零件→放入零件流轉(zhuǎn)盒內(nèi)。

圖2 殼體彎板裝夾（紅色區(qū)域?yàn)槎嗣姘疾郏?/p>

由于操作人員操作動(dòng)作過(guò)多，隨著產(chǎn)量的増加，必將增加操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低工作效率。

通過(guò)分析，該零件加工效率低的主要因素：①夾具夾緊裝置設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)。②操作人員操作動(dòng)作過(guò)多，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間操作疲勞。

3 快裝螺旋夾緊裝夾方法

制導(dǎo)系列殼體零件雖然機(jī)加工工序不多，但由于定位精度較高，生產(chǎn)時(shí)必須采用眾多的專(zhuān)用夾具來(lái)加工，給組織生產(chǎn)帶來(lái)了一定的困難（特別是中小批量），而成為生產(chǎn)單位迫切希望妥善解決的問(wèn)題。為此我們應(yīng)用快裝夾緊的理論，結(jié)合零件凹槽銑削工序進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了快裝螺旋夾緊裝夾方案。

殼體零件的快速螺旋夾緊裝置（見(jiàn)圖3）是一種用于機(jī)械加工的裝夾夾具，其目的是解決殼體零件銑槽加工的效率問(wèn)題。該裝置由虎鉗基體作為夾具體，虎鉗活動(dòng)鉗口與定位板用螺栓直接聯(lián)接，夾緊板與虎鉗活動(dòng)鉗口用螺栓聯(lián)接，形成定位板上的心軸定位、活動(dòng)鉗口聯(lián)接的夾緊板施力的夾具構(gòu)成。該方案應(yīng)用于金屬加工車(chē)間小批量、手動(dòng)操作裝夾殼體零件的銑削加工，操作簡(jiǎn)單、使用方便，提高了零件加工精度及加工效率等生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。

圖3 快裝螺旋夾緊裝置（紅色區(qū)域?yàn)槎嗣姘疾郏?/p>

與彎板裝夾相比，改進(jìn)的技術(shù)方案有如下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）快裝夾緊定位、夾緊可靠 以通用的平口鉗為基體，在定位方式上與彎板裝夾夾具一樣，定位方式未改變，延續(xù)了原有的定位可靠性；把螺桿換成了虎鉗絲杠，絲杠運(yùn)動(dòng)始終垂直于虎鉗基體，固定鉗口施加的力更均勻；把壓板換成了活動(dòng)鉗口上的夾緊塊，力施予工件端面夾緊工件，使夾緊更可靠。虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具在加工過(guò)程中，由于尺寸公差和位置公差均穩(wěn)定地達(dá)到工藝技術(shù)要求，所以更容易實(shí)現(xiàn)殼體零件快裝、夾緊。

（2）減少多余動(dòng)作，杜絕浪費(fèi) 虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具，使旋轉(zhuǎn)虎鉗絲杠擰緊螺桿這一個(gè)節(jié)拍動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了彎板裝夾夾具的兩個(gè)節(jié)拍動(dòng)作，即將壓板穿入螺桿中和擰緊螺母兩個(gè)節(jié)拍動(dòng)作；松開(kāi)螺桿一個(gè)節(jié)拍動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了彎板裝夾夾具的兩個(gè)節(jié)拍動(dòng)作，即松開(kāi)螺母和取下壓板兩個(gè)節(jié)拍動(dòng)作。在一次零件加工中實(shí)現(xiàn)了減少兩個(gè)動(dòng)作節(jié)拍，杜絕了操作人員多余動(dòng)作的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度及提高勞動(dòng)效率的目的。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用快裝螺旋夾緊虎鉗結(jié)構(gòu)，使零件的裝夾更合理，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度降低，從而提高了產(chǎn)品實(shí)際產(chǎn)出率。彎板裝夾、快裝螺旋夾緊加工效率對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 彎板裝夾、快裝螺旋夾緊加工效率對(duì)比

以虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具同彎板裝夾相比，加工殼體零件每件減少操作時(shí)間20s，提高銑槽效率14.49%，減少操作人員兩個(gè)多余動(dòng)作節(jié)拍，操作人員單批次勞動(dòng)強(qiáng)度降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

銑削殼體端面凹槽的夾具有以下特點(diǎn)。

（1）穩(wěn)定地保證工件銑槽定位精度 虎鉗為基體的快裝螺旋夾緊夾具，裝夾定位方式未做改變，尺寸公差和位置公差穩(wěn)定地達(dá)到工藝技術(shù)要求。

（2）促使生產(chǎn)節(jié)拍提升 設(shè)計(jì)殼體銑槽夾具時(shí)，遵循以穩(wěn)定地確保工件質(zhì)量為前提，在不改變定位方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)調(diào)整?？紤]夾具的工作效率時(shí)應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相協(xié)調(diào)。

（3）改善操作人員的勞動(dòng)條件 快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，還極大地減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作、使用方便。