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工裝夾具設計過程中,有哪些細節容易被忽視?

惠普公司創始人戴維、帕卡德曾說:小事成就大事,細節成就完美。在工裝夾具設計過程中,從以下幾個易被忽視的細節做起,才能使產品具有人性化、更貼近生產現場、更加實用。

一、夾緊、支撐元件的統一性

在一套較為復雜的工裝夾具中,往往設有多處壓緊、輔助支撐、調節支撐等元件,像常用的螺母、螺栓等部件由于受空間位置、夾緊力大小等因素的影響,不同部位所用的螺紋大小也不同,如果按理論設計這些元件的外形操作部位也會不盡相同,需要操作者用多種工具才能完成夾緊、調節等內容。

圖片1.png

1 同一外形尺寸的夾緊、支撐元件

如對不同的螺紋采用相同的外形尺寸(如圖1),M20螺母、M12螺母、M16螺栓等操作部位外形皆設計為寬度為k的外六方,使用時同一種工具就能完成所有的夾緊、調節等工序,從而減少了輔助時間。這就是注意夾緊、支撐元件外形操作部位的統一性對于提高生產效率的作用。

二、夾緊元件的安全性

開口壓板在許多工裝夾具中是比較常見的壓緊部件,由于其螺母大徑小于工件孔徑,只要稍松螺母,取下開口壓板,工件即可方便地穿過螺母而取出,是一種比較實用的快速夾緊結構。但這種結構在回轉體壓緊裝置中存在著一定的弊端:當螺母因意外原因松動時,開口壓板極易在離心力的作用下由開口處從夾具中飛出,存在安全隱患。

圖片2.png

2 回轉體夾緊裝置部件

若設計為圖2a這種結構的壓緊裝置可有效改變這一狀況。圖2b開口壓板上車削盲孔D1,深度12mm。壓緊用帶肩螺母(圖2c)肩徑加工為D。當工作時,旋緊的帶肩螺母其肩部進入開口壓板的盲孔內,一旦帶肩螺母稍有松動,由于其肩部已嵌在盲孔內,所以壓板不會立即飛出,而此時操作者能明顯地感知工件的松動,停車再次旋緊即可,從而保證了壓緊的安全性。卸下工件時,只需將帶肩螺母的肩部旋出開口壓板盲孔深度,就能輕而易舉地卸下工件。

三、夾緊元件的耐用性

同樣一件壓緊部件,由于設計結構不同,其使用壽命也不同。圖3中所示的中間開口壓板的剛性要強于側面開口壓板,從耐用性也更優,即中間開口壓板的使用壽命長,從而能夠有效減少工裝費用。

圖片3.png

3 不同結構的壓板

四、定位元件的靈活性

定位基準在最初的工序中是鑄造、鍛造或軋制等得到的表面,我們稱為粗基準。在利用其外形定位時需將定位元件設計為可調式,以應對毛坯外形的變化。根據具體使用場合一般采用以下三種結構形式:

圖片4.png

4 常用的三種定位元件

4a調整塊適用于工件較大,操作空間較大,需要調整范圍較大的場合。圖4b偏心螺栓與六角頭螺母配合使用,用于工件外形極不規范,需要隨時人工調整的場合。圖4C偏心銷與內六角圓柱頭螺釘配合使用,用于不同批次、毛坯外形不同需要調整的場合。

五、操作元件的實用性

5為生產中常見的用一面兩銷定位的蓋板式鉆模結構,在實際生產中對于大型工件及孔系位置度要求較嚴的工件,當鉆模板上兩定位銷置于工件孔內定位加工完成后,由于定位銷設計公差、孔系位置度公差和孔系尺寸的影響,鉆模板在工件上很不容易折卸。這時通過均勻旋轉事先置于頂絲螺母內的兩側手把即可輕易地將鉆模板頂起。如間隙得當,直接用手把將鉆模板提起也很方便,從而避免了無拆卸裝置人工敲打鉆模板的現象。

圖片5.png

5 蓋板式鉆模結構圖

1.頂絲螺母 2.手把 3.圓形定位銷 4.鉆模板 5.鉆套 6.菱形定位銷

六、對刀、對定元件的必要性

在設計銑夾具、鏜孔夾具時,一定注意要有對刀裝置,如對刀塊、定向元件,如定向鍵等,同時設置必要的找正基面、找正基孔等。


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