U形件车削用多工位可调夹具的设计
多工位快装夹具设计
1序言在一些简单而批量非常大的零件生产加工中，如果每次只能装夹一个零件，造成频繁的换装零件和起停设备，不仅严重影响加工效率，还会增大操作人员的劳动强度，这时就要考虑通过设计专用夹具来实现一次装夹多个工件和快速换装，减少装卸工件的次数和时间。
本文针对具体实例设计了一种多工位快装夹具，能同时装夹多件零件且能够实现快速装夹定位，不仅提高加工效率，同时还大大减轻了操作人员的劳动强度。
2零件分析某产品零件（见图1）毛坯为铸件，每个零件外形尺寸略有差异，最初加工零件上小孔时存在以下问题：①每次只能装夹一件工件进行加工（见图2），装卸工件占用了大量时间，加工效率低，操作人员不停的装卸，劳动强度大。
②由于该产品批量大，加工周期长，占用设备成本高，同时严重影响生产进度。
为了解决以上问题设计了专用多工位快装夹具（见图3）。
图1 产品零件图2 装夹加工1—压板2—螺母3—垫块4—工件5—夹具6—机床工作台图3 专用多工位快装夹具1—螺杆螺母2—顶板3—弹簧4—导向柱5—底板6—压柱机构7—钻套3夹具设计设计多工位快装夹具，一次装夹20件工件同时加工，装卸工件只需要拧一个螺母就能全部夹紧或松开，同时做两套夹具交替使用，装卸工件不占用机床加工时间，而且夹具与机床工作台的联接也设计了快装机构，装卸夹具也仅需要拧一个螺母，夹具上加装钻套，引导钻头快速高效加工而不发生偏摆。
3.1 设计思路（1）设计底板（见图4）在底板上加工20个形状与工件最大外轮廓一样，尺寸比最大外轮廓大0.2mm、深度为1mm的定位槽，解决多工件定位问题；底板左右两侧安装导向柱，中间安装螺杆。
图4 底板（2）设计顶板（见图5）顶板上加工有两排共20个安装压柱机构的盲孔孔位，另外还加工有两排20个安装钻套的通孔位，两侧加工圆孔与导向柱小间隙配合，能够实现上下滑动，中间开孔穿过螺杆。
图5 顶板（3）设计压柱机构（见图6）由于工件毛坯是铸件，外形尺寸会有0.1～0.3mm的差别，采用刚性压紧无法把所有工件都压紧，因此应用了弹性结构，由支柱、导套、弹簧和销钉4部分组成，压紧时由弹簧来调节高低差。
汽车工装夹具设计标准
工装夹具设计标准版次：OR目录一、底板1、夹具底板要求采用Q235-A板材和型材焊接而成,底板的焊缝采用非连续焊缝,焊缝高度为5mm,焊缝长度大于600mm采用间断焊,每条焊缝长度不小于125mm,焊缝总长度不小于焊接总长度的1/2.焊缝要求牢固,光滑平整,不允许有夹渣、气孔等缺陷,底板焊接后应经热处理退火消除应力.2、夹具的底板加工后的厚度为20～30mm；注意：为了方便运输,底板的宽度尺寸应小于2200 mm 底板周边的槽钢开口向外,中间加强用的槽钢间距不宜大于1000mm.3、长度尺寸L<1280mm,宽度尺寸B<500mm 或台面面积<0.64平方米,底板加工后的厚度为20mm,槽钢为10号槽钢；脚轮选用∶科顺4-4109-929-BRK4和4-4108-929承重1080公斤.4、长度尺寸1280≤L<1600mm,宽度尺寸500≤B<700mm 或0.64平方米<台面面积<1.12平方米,底板加工后的厚度为20mm,槽钢为14b号槽钢；脚轮选用∶科顺4-5109-929-BRK4和4-5108-929承重1360公斤.5、长度尺寸1600≤L<2000mm,宽度尺寸700≤B<800mm 或1.12平方米<台面面积<1.6平方米,底板加工后的厚度为25mm,槽钢为16号槽钢；脚轮选用∶科顺4-6109-929-BRK4和4-6108-929承重1640公斤或7-10609-979-BRK1和7-10608-979承重5448公斤.6、长度尺寸L>2000mm 或台面面积>1.6平方米,底板加工后的厚度为30mm,槽钢为20号槽钢.7、如果是旋转夹具,则底板采用60mm 60mm 5mm的方钢管.8、如果是涂胶架,则采用50mm 50mm 4mm的方钢管.9、底板的上表面即安装基准面的平面度为IT8级,表面粗糙度.10、底板的加工基准边基准边一般长60mm,宽5mm.设计布置图如下：11、底板上测量基准孔主要是三座标检测用设计形式如下：其中3－φ10H7的基准孔为通孔,3-φ30的沉头孔深2mm.加工时应随底板的安装基准面一次性加工而成.基准孔至少要三个,它的布置必须是非直线,而且形成的三角形的区域尽量大,应该布置在支撑块的支座形成的多边形的外部,同时应考虑三座标在夹具装配完成后检测探头的可接近性.12、底板的安装基准面上若需刻坐标网格线,坐标网格线的深度0.2 mm,宽度线距为100或200mm,并在刻线的两端刻上坐标号,坐标号应与汽车产品图上的坐标号相一致.根据客户需求13、底板上应最少有横竖各一条测量基准槽,其截面宽度为10 mm 、深度为5 mm、一边为直角的倒梯形槽当边长大于2米时应平行对称布置两条,间距一般为1米.根据客户需求设计图示如下：14、安装螺钉如无特殊要求均采用级内六角螺钉.15、吊环螺钉:当夹具重量小于1吨时用M16；1～2吨时用M24；2吨以上用M30 底板上仅制孔,不装吊环螺钉.二、调平机构16、底板固定在地面的方式有可调式地脚螺钉.17、在任何情况下,采用的各种固定方式都不能引起设备的几何精度发生变化.18、在一些手动设备特殊的情况下,可以采用1个支撑的固定方式.19、对于底板尺寸小于 1.2m 1.2m,需要使用3个支撑,并且足够保证固定.3个支撑的布置采取三角形,以保证设备的最佳稳定性.20、对于底板尺寸超过1.2m1.2m,选取支撑的规则如下：尺寸在1.2m和2m内————————————————— 4支撑尺寸在2m和4m内—————————————————— 6支撑优先选用“通用标准库”中的TOPZ0001/TOPZ0002/TOPZ0003、TOPZ1003/TOPZ2003各种高度的支承座或L形安装座或支承过渡座.四、基准球座及测量安装座1、优先选用“通用标准件库”中的TOPC0002/TOPR0002.2、基准球座至少要三个,应该布置在支撑块的支座形成的多边形的外部.它的布置必须是非直线,而且形成的三角形的区域尽量大.3、基准球座也不能布置在机器人焊钳或手工焊钳的运动轨迹上.4、测量安装座的布置应保证ROMER可接近,且不与焊钳,焊钳的吊挂装置等发生干涉,数量根据具体夹具形式来定.“通用标准件库”中备有ROMER的模型,可进行检测位置的模拟.5、在一些情况下, 如果夹具允许,测量球可直接布置在底板上如：包边设备,样架等.五、调整垫a)优先选用“通用标准件库”中的TOPD.b)调整垫的理论设计厚度和数量一般根据客户的需求而定.如神龙汽车有限公司焊接夹具一般要求一组调整垫的数量不能多于3片c)调整垫的常用规格为：、、、1、2、4、5mm.1、使用导向板是为了防止放错工件小件 ,便于装件等.工件边缘与导向板之间的距离为2mm,导向板的调整范围为±5mm,工件刚好脱离定位销时,靠近导向板的工件边缘规定为导向板的弯曲位置.2、焊钳导向处的材料为铬锆铜CuCrlZr,同时要考虑焊钳导向板和支座之间的绝缘;即加绝缘垫和绝缘套筒等推荐板厚：最小16mm手持移动式焊点导向板由于要减轻焊点导向板的重量,推荐使用CESTILENE HD 1000R苹果绿色材料；推荐板厚：最小20mm焊钳导向板示意图焊钳导向板导槽优先选用V形,也可采用U形.在V/U形槽边缘加工530°导角作为预留磨损量一般为5mm左右 .绝缘垫和绝缘套筒的材料一般采用不易破碎的胶木,推荐使用树脂胶木.固定式焊钳导向板一般安装在装配钢板的下面,与钢板表面平行,距离为2－5mm.七、限位块推荐选用U形限位块,用于大翻板或者定位销、螺柱导套等处,定位精度比较高,且重复定位比较稳定.既可保证夹紧后压头与支承块的间隙,也可在夹紧部件倾斜布置时,保证压头的几何位置.参考“通用标准件库”的TOPX.八、绝缘垫片材质为尼龙10101、优先选用“通用标准件库”中的TOPJ2、绝缘垫片有M6、 M 8两种垫片M6螺栓绝缘套代码为TOPJ1001-H=H=8、10、12、18四种规格M8螺栓绝缘套代码为TOPJ2001-H=H=10、12、18、20四种规格φ8销绝缘套代码为TOPJ2001-H=H=10、12、16、18、20五种规格九、可调机构一定位销1、与主定位销不平行的定位销必须采用伸缩销.2、优先选用“通用标准件库”中定位销TOPDX.3、定位销工作表面形式：圆柱形、菱形、削扁、带缺口如下图4、选用材料：20Cr热处理：渗碳淬火,渗碳深度1.2mm直径小于12mm-1.5mm直径大于12mm,表面硬度要求HRC48-52.5、装在磁场内的定位销选用材料为不锈钢,仅对工作表面进行渗氮处理；6、定位销直径：主定位销直径＝定位孔名义直径－0.2mm辅定位销直径＝定位孔名义直径－0.5mm定位销的加工公差： 0 /－7、定位销的工作表面：定位销截面可以是圆形、菱形、削扁或圆形带缺口的.如下图二定位销座定位销座推荐的形式,如下图：定位销直A B C D E *F I R S T U 2012903095,202047,515161420 40209540117,203047,520262240 60301140117,303057,5252632△注意：定位销座销孔不得为盲孔.三设计形式定位销设计安装形式应为二维或三维可调型.十、压头和支撑块1、厚度- 18 ± 1 mm.- 最小 37 +1/0 mm------用于与外观零件接触的支撑块和夹紧器压头门外板,顶盖,等....支撑块和压头的厚度相同.2、材料42 CrMo ,热处理方式：工作表面采用淬火淬火深度：2 mm,表面硬度可达到HRC 55.对于外观零件的压头如:侧围,门,顶盖…在现场调试后进行热处理,火焰淬火和水冷却.3、特殊情况接触铝制零件的压头和支撑块:- 表面抛光: Ra 0,2 mm- 周边圆角: r 5 mm 仅对厚度 37 mm .4、压头压紧方式1压头的压紧力一般要求垂直于工件的厚度方向.具体如下图：1个锁止自由度 2个锁止自由度2夹紧器正常情况下夹紧钢板,压头所允许的最大倾角15°.5、支撑块和压头的可调支撑块设计时应确保在功能方向的一维或二维可调,特殊情况可设计为三维可调,另外在设计支撑块或压头时应尽可能选取平面处,尽量不要选取复杂的型面做为定位支撑面.压头与压紧臂在设计时应尽可能分开可调,不要做成一体.十一、外购件的选择1、脚轮向荣、科顺；无油轴套嘉善；电机采用SEW或FLANDER产品；2、气缸类1常用的气缸有：普通型、封闭式、耳环式、销钉缸四种.一般选用SMC公司的产品特殊情况下也可选用FESTO的气缸,比如要求单独发信号时.若客户无要求,可选用国产气动元件品牌：如烟台FAST等耳环式夹紧气缸优先选用CK1A型.吊具气缸采用锁紧气缸CAN系列和CLS系列.行程超过400mm的气缸必须安装防尘护套.2CNOMO标准缸的选用原则：客户要求；一个零件上有多个方向和多个支撑,尤其是在装焊厚度较厚的零件时.3、手动夹紧器GOOD HAND ；优先选用：GH-701-D, GH-701-K, GH-702-D, GH-702-K；GH-304-CM, GH-305-CM, GH-304-EM, GH-305-EM, GH-304-HM, GH-305-HM.十二、钢板间隙1、一般情况e≤ 1.5mm焊接: 压头/支撑块间的间隙 =标准厚度e 1+ 6% +0其中标准厚度e＝压头和支撑块之间所有零件的厚度之和2、包边:包边机的理论厚度凹模和镶块间＝标准厚度 1+ 6% ++其中标准厚度e＝凹模和镶块间之间所有零件的厚度之和3、板厚较厚零件e>1.5 mm压头/支撑块间的间隙 =标准厚度e 1+ 6% +0其中标准厚度e＝压头和支撑块之间所有零件的厚度之和十三、焊接夹具的通用公差1、支撑面,压头和定位块的公差 : ± 0,20 mm2、固定和活动定位销的公差在带气压的工作条件下 : ± 0,10 mm 参照零件的位置.3、底板的参考坐标点 : 平行度 = 0,05 mm 在共同的区域.4、对于焊接设备上同时加工几个部件的情况,它们之间定位销,支撑面的最大偏差不超过 0,20 mm .5、焊接或其他方式的底板的平面度和曲率,在长度小于1000时最大不超过0,05,在长度大于1000时最大不超过0,1 .验收的必要条件：至少有4个支脚. 供应商负责提供所需的布置以满足这个条件.6、水平面上定位孔与定位孔之间的公差为±0.02mm,粗糙度为.7、所有的定位孔与基准面的公差为±0.05mm,粗糙度为.8、翻转机构的重复到位精度为±.9、精度孔的同心度、平行度、垂直度的精度容许误差在0.02mm以下.十四、焊接检具的通用公差1、通用公差 :± 0.20 mm2、定位基准支撑和定位销的位置公差：± 0,10 mm3、基准平台的平行度：= 0,05 mm4、对于同一规格型号的多个检具,它们之间的偏差不能超过0.20 mm.5、焊接的机器检测平台或其它平台的平面度及平整度,长度小于1000的,最大不得超过0,05；长度超过1000的,最大不得超过0,1.检测平台用4脚支撑.必须遵守验收条件.6、用于建立车身坐标系的基准小球：球度：0.05mm,基准球空间位置度：0.1mm.7、基准球位置坐标值的确定方法：用定位元素拟合车身坐标系,在此拟合坐标系中确定基准球位置坐标值,作为基准球的理论坐标值.在以后的所用过程中,使用基准球心理论坐标值建立车身坐标系.十五、制图（一）尺寸标注要求设计基准和加工基准统一的原则.（二）图幅图面一般用A3、A4两种图幅,必要情况下可用更大图幅.A3图纸采用横向,A4图纸采用竖向.（三）各种安装面及非安装面光洁度的要求一般安装面的表面光洁度至少,非安装面的光洁度为,底板上大的非安装面达到即可.（四）各种材料热处理技术要求：1 45钢调质处理技术要求：1、热处理：HB220-2502、未注形位公差按照 GB/T1184-H3、未注线性公差按照 GB/T1804-m4、孔口、锐边倒角 1×45°5、表面发黑2 45钢淬火处理技术要求：1、热处理：HRC40-452、未注形位公差按照 GB/T1184-H3、未注线性公差按照 GB/T1804-m4、孔口、锐边倒角 1×45°5、表面发黑3 Q235钢焊接技术要求：1、本件为焊接件,焊接质量符合机械工程用焊接标准2、型材表面为非加工面3、焊后非加工面,焊接加工至.4、未注焊缝均为连续焊缝,焊缝高度5mm,焊缝长度大于600mm时采用间断焊,每条焊缝长度不小于125mm,焊缝总长度不小于焊接总长度的1/25、焊接无缺陷,牢固,焊后打磨,焊缝光滑6、焊后退火消除焊接应力7、未注形位公差按照 GB/T1184-H8、未注线性公差按照 GB/T1804-m9、孔口、锐边倒角 1×45°10、非工作表面喷底漆防锈漆及面漆4 底板孔位图通用技术要求：1、底板基准A上以相互垂直的基准B、C为基准刻出座标网络线,网络线的间距100±,线深,线宽,网格间的平行度和垂直度的允差为,在网格线对应位置标记座标号；2、螺纹孔与螺纹孔、螺纹孔与销孔的尺寸公差为±；销孔与销孔之间的尺寸公差为±；销孔与基准面之间的尺寸公差为±；与基准边的角度公差为±5′.3、锐边倒钝5 20Cr材料技术要求：1、渗碳淬火1.5mm,HRC48-522、未注形位公差按照 GB/T1184-H3、未注线性公差按照 GB/T1804-m4、锐边倒角 1×45°5、表面发黑五图样与工件在图纸中的表达方式要求总图、部件图上应标注：夹具轮廓尺寸、操作高度、坐标线尽量与汽车坐标线统一、坐标基准、坐标基准孔、各部件的安装位置、汽缸位置、所有定位尺寸坐标基准孔应相对于坐标线标注,在图中按汽车产品件在汽车中的实际位置建立汽车坐标；同时按夹具的基础建立坐标系.在夹具上有产品图的摆放位置,并用细双点划线绘出.设计时应注意焊点的坐标位置,必须留有充分的焊钳工作空间位置,便于施焊.用双点划线表示焊钳的外形.六、左右对称件制图的原则一般左右对称件,仅绘制右件图,在2D图中注明“注：TOP--右件图号如图所示,TOP--左件图号与之对称”.七、常用材料及标准件对应的国标号Q235-A GB/T 700-1988 热轧槽钢GB/T 707-1988热轧钢板和钢带 GB/T 709-1988 热轧扁钢 GB/T 704-1988热轧圆钢、方钢 GB/T 702-1986、GB/T 705-1989热轧等边角钢GB/T 9787-1988 热轧不等边角钢GB/T 9788-1988结构用和输送流体用无缝钢管 GB/T 8162-1999内六角螺钉 GB/T 内六角平端紧定螺钉 GB/T 77-2000六角头螺栓全螺纹 GB/T5783-2000 吊环螺钉 GB/T 825-1988平垫圈 GB/T 弹簧垫圈 GB/T 93-1987内螺纹圆柱销 GB/T十六、夹具编号原则T O P0713-001000即：TOP0713-0010002007年公司所接的第13个项目中的第一个分项夹具总图T O P0713-027000第27个分项夹具总图T O P0713-027100第27分项夹具的 100组件图120组件图 120150组件图 150160组件图 160T O P0713-027120120组件中的部件图 121122123对于夹具中的水、电、气部分图及目录分配图号为：001—— 020具体分配号参照部门设计编号标准底板分配号为：025—— 050。
工装夹具设计图解及实例
效率低,找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件.
通用性好,但效率 低,精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件.
操作简单,效率高, 容易保证加工精度, 适用于各种生产类型 .
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1直接找正装夹
将工件装在机床上,然后按工件的某个或某些 表面,用划针或用百分表等量具进行找正,以获 得工件在机床上的正确位置.
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3 对刀、引导元件或装置
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置. 用于确定刀具在加工前正确位置的元件,称为对刀元
件,如对刀块. 用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件,称为
导引元件. 如图中的快换钻套1.
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4 连接元件
使夹具与机床相连接的元件,保证机床与夹具之间的 相互位置关系.
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二、基准及其分类
基准
用于确定零件上 其它点、线、面 位置所依据的那 些点、线、面.
设计图样上所采 用的基准就是设 计基准.图
在加工时用于工件 定位的基准,称为
定位基准.图
设计基准 工艺基准
定位基准 测量基准
1、粗基准 2、精基准 3、辅助基准 4、主要基准 5、附加基准
在加工中或加工
如果工件的定位面经过了机械加工,并且定位面 和定位元件的尺寸、形状和位置都做得比较准确,比 较光整,则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响 不大,反而可以增强加工时的刚性,这时过定位是允
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2专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计 的夹具.
其特点是结构紧凑,操作迅速、方便、省力,可以保 证较高的加工精度和生产效率,但设计制造周期较长、 制造费用也较高.
可调整夹持力的多功能夹具设计
111中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.06 （下）1 夹具是什么夹具的权威定义是指在机械的生产、制造过程中用来固定待加工的主要工件，又称为卡具（qi ǎj ǜ），目的就是使待加工的工件稳定在恰当的位置，帮助待加工工件完成进一步的装配、加工和检测。
广义上来说，只要是能快速、方便、安全、准确地辅助安装工件零件的设备、装置我们都可称为夹具。
例如焊接的时候帮助固定的压板夹具、查看工件质量时用的检验夹具、装车卸货的时候使用的诸如抱夹车之类的装配夹具、车间里使用的机床夹具等。
而在实际使用中又以机床夹具最为常见。
我们拿最常见的机床夹具作为例子来解释一下夹具。
使用机床加工零件设备的时候，为了让被加工的工件表面达到预想的几何形状、尺寸等技术要求，我们在加工之前肯定要将工件固定牢靠，这个时候就用到了所谓的夹具，机床夹具通常是由以下各部分组合而成：固定装置、夹紧装置、引导装置、分度装置、连接装置以及夹具底座等。
2 夹具使用趋势在日常生产生活中，常会见到一些不同外形、不同表面形态的工件或物件，在越来越人性化的使用趋势下，夹具因其便利性被广泛应用于多种生产生活方式，工艺也日臻完善，结构也越来越细腻。
综合来看，传统的夹具有以下几点弊端。
（1）传统的夹具因其刚性平面与工艺物件的曲面直接接触，会使工艺物件表面形成不可避免的损伤，这种损伤往往是不可逆的。
比如我们在使用“懒人手机支架”的时候，很多人会将这种支架直接夹在床头床板上，因这种支架的夹力相当之大，往往会给刷漆的床头或床板造成一定的压痕，严重的可以造成床板掉漆、褪皮，这样就降低了原本床板的公益性和美观性。
（2）传统的夹具因其用力恒定，无法变通，导致有些脆性工件出现了直接被夹碎的现象，造成不必要的经济损失。
再者，因传统的夹具往往都采用短距杠杆，施力人往往要用更大的力气去掰开夹子，但在瞬时释放夹子的过程中往往无法做到慢拿轻放，不仅容易造成工可调整夹持力的多功能夹具设计卜祥正（广东省高级技工学校，广东 广州 510800）摘要：随着社会的发展，人们对夹具的要求也越来越高，研发可调节夹持力的多功能夹具成为了业界共识。
机床夹具设计实例
▪ 6.1.2 机床夹具的分类 1. 按夹具的通用特性分类 根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机 床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹 具、组合夹具和自动线夹具等五大类。 （1）通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化、标准 化，而且具有一定通用性的夹具，如三爪自 动定心卡盘、四爪单动卡盘、平口钳、万能 分度头、顶尖、中心架和电子吸盘等。这类 夹具通用性强，可用来装夹一定形状和尺寸 范围内的各种工件。这类夹具已标准化，由 专门厂家生产，作为机床附件供应给用户。
▪ （3）扩大机床的使用范围 在通用机床 上采用专用夹具可以扩大机床的工艺范围， 充分发挥机床的潜力，达到一机多用的目的。 例如，使用专用夹具可以在普通车床上很方 便地加工小型壳体类工件。甚至在车床上拉 出油槽，减少了昂贵的专用机床，降低了成 本。这对中小型工厂尤其重要。 （4） 改善了操作者的劳动条件 由于气 动、液压、电磁等动力源在夹具中的应用， 一方面减轻了工人的劳动强度；另一方面也 保证了夹紧工件的可靠性，并能实现机床的 互锁，避免事故，保证了操作者和机床设备 的安全。
▪ 通过上面的例子，我们不难看出使用专用夹 具装夹工件的优点： （1）保证工件加工精度 用夹具装夹工 件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由 夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一 批工件的加工精度趋于一致。 （2） 提高劳动生产率 使用夹具装夹工 件方便、快速，工件不需要划线找正，可显 著地减少辅助工时，提高劳动生产率；工件 在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可 加大切削用量，提高劳动生产率；可使用多 件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效 夹紧机构，进一步提高劳动生产率。
▪ 6.2.1 工件以平面定位 1. 主要支承 主要支承用来限制工件的自 由度，起定位作用。
（1）固定支承 固定支承有支承钉 （GB/T 2226－91）和支承板（GB/T 2236－91）两种型式。如图6-4、6-5所示。 在使用过程中，它们都是固定不动的。
通用可调U形件车削夹具[实用新型专利]
![通用可调U形件车削夹具[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c7f4f71e0242a8956aece4c4.png)
专利名称：通用可调U形件车削夹具
专利类型：实用新型专利
发明人：王正刚,葛友华,朱龙英,吴祥,袁健,顾立才申请号：CN200820131663.7
申请日：20080806
公开号：CN201295849Y
公开日：
20090826
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种通用可调U形件车削夹具。
该夹具是由子夹具与母夹具两部分组成。
U形件在子夹具中用V形块、定位板定位，有两个V形槽的V形块、定位板分别安装在底板上面，底板下面分别装上圆柱销、菱形销、弹簧和钢球，圆柱销、菱形销分别插入母夹具中L形板中对应的定位孔里，双头螺柱的下端与底板连接，上端与支撑板连接，方头螺栓上端与支撑板组成螺纹传动副，方头螺栓下端与压板浮动连接。
母夹具中L形板限位表面上安装铰链压板机构，L形板限位表面上设计有多组定位孔，分为不同排，对称分布，每组定位孔沿平移方向中心距尺寸与对应的U形件中心距匹配，该夹具结构简单，操作简便，调整方便，安全可靠，可适用于不同规格U形件的车削加工，能在一次安装中加工U 形件的两端，保证了工件的加工精度，提高了生产效率。
申请人：王正刚
地址：224002 江苏省盐城市文港北路165号盐城工学院宿舍2-401室
国籍：CN
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【CN209902095U】一种汽车钣金件加工的多工位夹持装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920640908.7(22)申请日 2019.05.07(73)专利权人 长沙阿斯铁亚伍享汽车零件有限公司地址 410000 湖南省长沙市长沙经济技术开发区榔梨街道佳园路6号(72)发明人 徐伟 (51)Int.Cl.B21D 43/00(2006.01)(54)实用新型名称一种汽车钣金件加工的多工位夹持装置(57)摘要本实用新型公开了一种汽车钣金件加工的多工位夹持装置，包括安装柱，所述安装柱的上端固定连接有工作台，所述工作台的上端面对称布置有立柱，所述立柱的中部固定连接有横梁，所述横梁的下端面分别对称布置有第一冲模与第二冲模，所述立柱的上部设置有压紧装置，所述工作台的上端面通过定位装置活动连接有钣金件，所述工作台的下方设置有顶紧装置，本实用新型涉及汽车生产技术领域。
该汽车钣金件加工的多工位夹持装置，解决了现有汽车钣金件夹持装置夹持效果有限，且安装较为繁琐需要较多的传动装置，成本投入过大的问题。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 209902095 U 2020.01.07C N 209902095U权 利 要 求 书1/1页CN 209902095 U1.一种汽车钣金件加工的多工位夹持装置，包括安装柱(1)，其特征在于：所述安装柱(1)的上端固定连接有工作台(2)，所述工作台(2)的上端面对称布置有立柱(3)，所述立柱(3)的中部固定连接有横梁(4)，所述横梁(4)的下端面分别对称布置有第一冲模(5)与第二冲模(6)，所述立柱(3)的上部设置有压紧装置(7)，所述工作台(2)的上端面通过定位装置活动连接有钣金件(8)，所述工作台(2)的下方设置有顶紧装置(9)；所述压紧装置(7)包括第一电机箱(71)，所述第一电机箱(71)固定连接在立柱(3)的上部，所述第一电机箱(71)的内腔设置有第一电机(72)，所述第一电机(72)的输出端设置有变速器(73)，所述变速器(73)的输出端固定连接有第一曲轴(74)，所述第一曲轴(74)上对称布置有第一顶块(75)，所述横梁(4)上位于第一顶块(75)的下方均滑动连接有压紧杆(76)，所述压紧杆(76)的下端固定连接有压紧块(77)；所述顶紧装置(9)包括第二电机箱(91)，所述第二电机箱(91)设置在安装柱(1)的一侧，所述第二电机箱(91)的内腔设置有第二电机(92)，所述第二电机(92)的输出端固定连接有第二曲轴(93)，所述第二曲轴(93)上均匀布置有第二顶块(94)，所述工作台(2)位于第二曲轴(93)上的左右段所述第二顶块(94)的上方滑动连接有侧顶杆(95)，所述侧顶杆(95)的上端固定连接有侧顶块(98)，所述工作台(2)位于第二曲轴(93)上的中段所述第二顶块(94)的上方滑动连接有中间顶杆(96)，所述中间顶杆(96)的上端面固定连接有中顶块(97)。
多件装夹车床夹具设计说明书
序言 (2)一、零件分析 (3)（一）零件的作用 (3)（二）零件的工艺分析 (3)二、工艺规程设计 (4)（一）确定毛坯的制造形式 (4)（二）基面的选择 (4)（三）精基准的选择 (6)（四）制定工艺路线 (7)（五）机械加工余量，工序尺寸及毛坯的确定 (12)三、夹具设计 (14)（一）机床夹具的功用 (14)（二）问题的提出 (15)（三）夹具设计 (15)设计总结 (18)序言毕业设计是学生在学校完成了大学三年的全部课程，并在进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，也是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，是完成工程师基本训练的一个必不可少的过程。
通过毕业设计培养学生综合运用所学知识独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。
毕业设计是在毕业实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在毕业实习期间认真调查研究、搜索资料。
本次设计是提高车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。
这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。
是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。
由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。
一、零件分析（一）零件的作用题目所给的零件是车床拔叉。
它位于车床变速机构中，主要起换挡使主轴回转运动按照工作者要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用，零件上方的φ22孔与操纵机构相连，Φ32半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴相接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速，俩件零件铸为一体，加工时分开。
（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差，不适合磨削，以下则是拨叉零件需要加工的表面以及表面之间的位置要求。
U 形接触片多工位级进模设计与制造
U形接触片多工位级进模设计与制造2005-11-10 13:38:19 【文章字体：大中小】打印收藏关闭王可胜董定福李文胜摘要：针对U形接触片的技术要求，确定了合理的冲压工艺方案，阐述了该多工位级进模设计要点，产品质量达到设计要求。
同时，还介绍了楔块装置及磷铜薄片整形的微调装置。
关键词：U形接触片；级进模；弯曲；整形1 零件工艺分析U形接触片是一种复杂充电器的接触弹片，材质为磷青铜C5210-1/2H，料厚为0.2mm，未注尺寸公差为±0.1mm。
该工件形状复杂，通过详细分析，存在的问题及难点有：冲废料凸模窄小、易断；触头部位成形难，尺寸R3±0.1mm难保证；U形部位窄小且该处还有向内凹成形，尺寸1.6±0.1mm、0.11±0.1mm较难保证。
该工件是大批量生产，质量要求高，若采用单工序模不仅工艺繁琐，无法满足客户按时交货要求，而且质量也很难保证，因此采用高速冲压多工位级进模。
2 排样方案设计通过与客户多次协商及各种排样方式的比较，最后设计了一种较理想的排样图。
该排样料宽32mm，步距12mm，共设计21个工位（不含11个空步），分别为：（1）冲导正孔；（2）冲孔；（3）切边料及冲孔；（4）切边料；（5）冲触头包；（6）切边料；（7）向上成形90o；（8）向下成形90o；（9）向上成形90o；（10）触头位向上成形90o；（11）楔块成形90o；（12）整形；（13）楔块向内成形5o；（14）向上成形70o；（15）弯曲整形；（16）切边料；（17）向下成形30o；（18）向下成形2.5o；（19）切边料；（20）向上成形90o；（21）落料。
在第1工位冲完导正孔后，以后每步都采用浮动导正销导正，同时采用非常精确的数控自动送料装置，其送料误差为0.01mm，目的是提高定位精度和送料精度。
3 模具设计特点3.1 模具结构设计及制造对高速冲模而言，模具的导向精度要求非常高，该模具采用可拆式、三板四导柱精密模架，这样设计不但方便模板加工，而且更主要的原因是考虑到在高速冲压条件下导柱、导套通常较易磨损，便于及时更换。
多工位自动夹具的设计
多工位自动夹紧装置的设计摘要在数控机床快速发展的今天，数控机床的夹具过于粗糙这一问题严重影响了产品生产的效率，为提高生产效率，扩大生产规模，夹具的设计就成为了重中之重。
现如今，多工位自动夹紧装置的应用越来越广泛，其特性决定了此装置的应用可极大缩减机床的生产时间，加快生产速度。
针对这一问题，本文将尝试开发出多工位自动夹紧装置用以改善现有的劳动环境，从而提高生产效率。
本文将从多功能自动夹紧装置的设计入手，研究阐述多工位夹紧装置的设计思路，以多工位自动夹紧装置的机械结构、动力供给、操作系统入手，对其新式机床夹具进行设计，使得夹具的操作更加简便省时，从而将生产中所需的时间成本大幅度缩减，达到提高劳动速率，降低生产成本的作用。
关键词：多工位自动夹紧装置设计一、引言对于一个国家综合国力评判的标准，少不了制造业是否先进这一评估项目，作为一个国家科技产业、工业生产、军工制造的基础，制造业的发展直接决定了国家的产出能力。
就目前来说，数控机床在各行各业的应用情况越来越普遍。
传统的加工工具已满足不了现代先进数控机床都需要，在很大程度上限制了数控机床加工速度。
落后的工艺导致了机床工作过程前辅助工作准备时间较长，机床停车速度较高等各种情况的出现，使得数控机床很难达到理论上的加工速度。
全自动夹紧装置若能在数控机床上进行辅助操作，那么数控机床的产品研制周期则会大大加速。
针对单一零件工人所进行的工作量也会降低，如此一来，机床综合利用率将得到提高，生产效率也会相应得到提高。
随着数控机床所生产工件不断加大，零件加工路速率不断提高，全自动夹紧装置的优势将会大幅度显现出来。
作为需动用较多理论知识的机械产品设计工作，机械产品的创新有利于人类社会的发展。
而单以机械产品的角度出发，更高的生产效率可使得数控机床的应用率更加广泛，从而使得产品更具有竞争力和其他优势。
本装置的研制，是现代机、电、液、等先进技术在工艺装备上的成功应用，自动躲刀概念的提出及其功能的具体实现，是提高产品制造自动化程度，实现数控机床无障碍加工的有效保证。
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王正刚等：ｕ形件车削用多工位可调夹具的设计第８期
图ｌＵ形件
２夹具的结构设计
２．１定位方案的确定
夹具总装图。
如图２所示。
夹具总体造犁图，如图４所示，该夹具主要由子夹具与母夹具两部分组成，其中子夹具由零件５、６、１２－１９、２１－２７构成，母夹具由零件１－４、７—１ｌ、２０、２８—３０构成。
ｕ形件在子夹具中定位，定位元件有ｙ形块２２（有两个ｙ形槽），定位板１８。
ｙ形块２２（有两个ｙ形槽）综合限制Ｕ形件的五个自南度，即叉、２、Ｆ、矿、岔。
定位板１８限制ｕ形件的一个自由度，即矿。
因此，Ｕ形件在子夹具中属完全定位。
模锻ｒ件尺寸精确，表面光洁，工件在ｙ形块中定位可靠。
子夹具在母夹具中的定位，定位元件有Ｌ形板９的限位表面，圆柱销１７和菱形销１６。
Ｌ形板９的限位表面限制３个自由度，即２、Ｚ、矿。
圆柱销１７限制２个自由度，即ｘ、矿。
菱形销１６限制１个自由度，即２。
子夹具在母夹具中的定位属一位两孔定位，因此，定位也是合理的。
２．２多工位方案的确定
如图２所示，子夹具可夹持工件，并在母夹具中能平移、变换工位，第一工位车削Ｕ形件一端，然而，平移到第二工位，加丁ｕ形件另一端。
网２夹具总装图
ｌ、６．带肩六角螺母２．活１７螺柃３、２８．垫圈４．铰链压板５．双头螺柱７．浮动压块８、１ｌ、１９、２７、２９．＾角螺栓９．Ｌ形板１０、１３、２６．六角螺母
１２．支撑板１４．方头螺栓１５．球面挚圈１６．菱形销１７闾柱销１８．定位板２０．拉杆２ｌ底板２２．Ｖ形块２３．钢球２４．弹簧２５压板３０．铰链支座
子夹具平移运动是通过底板２ｌ上的圆柱销１７和菱形销１６在滑槽中滑动实现的，两销中心距为５０－±－０．０３，子夹具平移的距离为￡形板９限位表面ｆ：沿平移方向定位孔中心距尺寸，其公称尺寸等于Ｕ形件的中心距的公称尺寸，其公差为Ｕ形件中心距公差的１居一１，５。
由于ｕ形件中心距有４种规格，即３２±０．１，４９＋０．１。
５９ｉ－．０．１，７５：！－０．１。
故Ｌ形板９限位表面上设计有４组定位孔，多组定位孔分布，如图３所示。
每组定位孔为妒—中１０，对称分布，每组定位孔沿平移方向定位孔中心距尺寸分别为３２士０．０３，４９±０．０３，５９士０．０３，７５士－０．０３，与其垂直方向定位孔问中心距尺寸为５０－ａ：０．０４。
为了保证各组定位孔之间不会干涉，把４组定位孑Ｌ分为２排，中心距尺寸为４９ｉ－．０．０３、７５ｉ－０．０３位于第一排，中心距尺寸为３２－ｚ－Ｏ．０３、５９：ｔ，－０．０３位于第二排，每排定位孔孔壁之间距离为５ｍｍ。
为此，Ｌ形板９限位表面｝：每组定位孔与每种规格的中心距匹配，使该夹具具有可调性与通用性。
夹具总体造型图，如图４所示。
图３多组定位孔分布
图４夹具总体适型图
２．３定位销尺寸的确定
已知Ｌ形板９限位表而上每组定位孔为４＿—中１０严７，每组定位孔沿平移方向中心距尺寸公差均为±０．０３，与其垂直方向定位孔问中心距尺寸为５０±４）．０４，子夹具底板２ｌ上两定位销间中心距尺寸为５０－±－０．０２。
２．３．１确定圆柱销的直径和偏差
为了减少工件的移动定位误差，并考虑到定位销制造时可能达到的经济精度，取圆柱定位销的定位直径与偏差为中１２９６（．。
－０。
．００６）。
２．３．２确定菱形销的尺寸和偏差
中心距偏差补偿量：
Ｓ＝２４ｌｋ＋２Ａｊ一△．＝２ｘＯ．０４＋２ｘ０．０２－０．００６－－０．１
１４。