成为夹具设计高手的必修课！随行夹具设计

只看该作者 · 发表于 2018-3-1 11:24:24

对于近几年来大热门的组合机床自动线随行夹具，大家可能都不陌生，除了完成对工件的定位、支承和夹紧外，还带着工件沿自动线运送，依次通过自动线各台机床，完成工件全部工序的加工。

图1 随行夹具

但是目前部分使用中的随行夹具，工件在随行夹具上多采用手动定位夹紧，或者工件只定位不夹紧，到达各台机床工位后，将工件和随行夹具一起夹压在各台机床的固定夹具上。以上方法虽然都能完成对工件的加工，但存在节拍长、人工费力、工件定位夹压不可靠以及自动线上各台机床的固定夹具设计较为复杂，增加成本等问题。

一、设计原理

本次案例的加工零件为转向节。夹具的设计原则为先定位后夹紧，限制工件的6个自由度。A、B、C三点为该转向节的定位基准面，D、E、F三处为自动定心的位置，因工件形状特殊，在转向节上端还设有角向限位（M点），当工件定位完成后再夹紧。

图2 转向节示意图

按照这个原则，将这套随夹夹紧松开装置设计为：先将滑台慢进到随夹后端结合处（这套装置安装在滑台上），人工将转向节顺着导向杆从中间孔I推靠至随夹的定位基准面上，按下启动按钮后，从导向杆中心处伸出两个夹紧爪依靠弹簧力轻夹紧转向节，紧接着三点定位轴同时抱紧工件，力大于轻夹紧力，将工件自动定心，并角向限位，最后夹紧。当这些动作实现后，这套夹紧松开装置随滑台后移，这就全部完成了工件在随行夹具上的定位夹紧，此时的随夹就可以输送至自动线上的各台机床以完成工件全部工序的加工。

二、设计方法

2.1：轻夹机构

转向节顺着导向杆（用I孔）人工将其推至随夹的定位面上，这时从液压油腔进入的压力油推动活塞杆将力作用在弹簧上，压缩弹簧，产生弹簧力推动轴I上的两个夹爪，夹爪从导向杆中伸出轻夹住工件（称为软压紧方式），夹紧力约在80N左右，尾部有发令杆进行发令，完成轻夹紧工件这个动作。这种软压紧方式产生的弹簧力小于自动定心及角向限位的力，使接下来的动作能够顺利并可靠地进行。

图3 轻夹机构示意图

2.2：提供随夹自动定心的动力机构

该机构是提供随夹自动定心的动力机构。当工件轻夹紧后，这时启动液压马达，使其通过齿轮传递同时驱动三根轴一起运动（图4只示意出驱动一根轴1的情况），完成自动定心工件（转向节的D、E、F三点）的作用。薄壁套和顶杆都固定在轴1上，薄壁套为外购件可承受10MPa的压力，压力油从轴1后侧的旋转接头接入，通过中心油孔作用在薄壁套上，从而可靠的抱紧随夹上的自动定心螺纹杆（该定心螺纹杆已伸进薄壁套中），同时顶杆顶住随夹上自动定心的心轴，这样( 根轴同步顺时针转动，完成对工件的自动定心，反之，逆时针转动松开随夹上的自动定心机构。

图4 提供随夹自动定心动力机构示意图

2.3：提供自动夹紧的动力机构

该机构是提供夹紧及角向限位的动力机构。用液压马达驱动轴3旋转，并通过齿轮传递带动轴1转动，又将旋转动力和扭矩通过键传递给轴2和压紧杆（这时滑台已慢进靠住随夹上的夹紧螺纹杆，压紧杆前端设计成扁状进入随夹夹紧螺纹杆尾部的槽中，两者依靠弹簧力很好地结合上），压紧杆带动随夹上的夹紧螺纹杆，顺时针转动为夹紧，逆时针转动为松开，尾部发令杆发令，从而完成提供夹紧或松开动力的动作。

图5 提供自动夹紧机动力机构示意图

结语

实践证明，工件在该随夹中的定位及夹紧一直能够保持稳定，并且降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。这样切实有效的机构设计，屏幕前的你学会了吗？