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夾具說到底就是:定位夾緊,目的只有一個:不變形。
這是業(yè)內(nèi)人士總結(jié)夾具設計時的總結(jié),但事情遠沒有這么簡單。在接觸各種方案的過程中,我們都發(fā)現(xiàn),在初步設計中,總有一些定位和夾緊的問題。這樣一來,任何創(chuàng)新方案都會失去實際意義。了解定位夾緊的基本知識,可以從根本上保證夾具設計和加工方案的完整性。
知識定位器
一、從工件側(cè)面定位的基本原理
從工件側(cè)面定位時,和支架一樣,三點原則是最基本的原則。這和支架的原理是一樣的,叫做三點原理,來源于不在同一條直線上的三點確定一個平面的原理。四個點中,三個點可以確定一個平面,所以一共可以確定四個平面。但是無論怎么定位,要做到第四點在同一個平面上還是挺難的。
比如使用四個固定高度的定位器時,某處只有三個點能接觸到工件,剩下的第四個點接觸不到工件的可能性很大。
所以在配置定位器的時候,一般是以三個點為基準,這三個點之間的距離要盡可能的加大。
此外,在配置定位器時,應事先確認加工載荷的方向。加工載荷的方向是刀柄/刀具的方向。在進給方向的末端配置定位器可以直接影響工件的整體精度。
一般用螺栓式可調(diào)定位器定位工件的毛坯面,用固定定位器(工件接觸面為磨削面)定位工件的加工面。
二、從工件孔定位的基本原理
使用工件上一工序加工的孔定位時,必須使用帶公差的銷進行定位。通過將工件孔的精度與銷輪廓的精度相匹配,并根據(jù)匹配公差進行組合,使定位精度滿足實際要求。
另外,在使用銷釘進行定位時,一般一個用的是直銷釘,一個用的是菱形銷釘,這樣裝卸工件會更方便,很少會出現(xiàn)工件被銷釘卡住的情況。
當然,也可以通過調(diào)整配合公差對兩個銷使用直銷。為了更精確地定位,通常使用直銷和菱形銷是最有效的。
當使用直銷和菱形銷時,菱形銷的配置方向的連接線(與工件接觸的地方)與直銷和菱形銷的連接線垂直,成90°。該配置模式用于角度定位(工件旋轉(zhuǎn)方向)。
夾具的相關(guān)知識
一、夾具的分類
根據(jù)夾緊方向,一般分為以下幾類:
接下來,我們來看看各種夾子的特點。
1.從上方按壓夾持器
從工件上方壓緊的夾持器變形最小,加工最穩(wěn)定,所以一般情況下首先考慮的是從工件上方夾緊。最常見的從工件上方壓緊的夾具是手動機械夾具。例如,下圖稱為“活頁夾”。由壓板、雙頭螺栓、千斤頂和螺母組成的夾具稱為“活頁”夾具。
另外,根據(jù)工件的形狀,可以選擇不同形狀的壓板來對應各種不同形狀的工件。
葉片夾具的扭矩和夾緊力之間的關(guān)系可以通過螺栓的推力來計算。
除活頁夾外,從工件上方夾緊的夾具還有以下類似的夾具。
2.用于從側(cè)面夾緊的夾具
本來從上方夾緊工件的夾緊方式精度最穩(wěn)定,工件的加工負荷也最小。但當工件上部需要加工,或者從工件上部裝夾不合適等情況時,可以選擇從工件側(cè)面裝夾。但相對來說,工件從側(cè)面夾緊時,會有一個浮動力。設計夾具時必須注意如何消除這種力。
從側(cè)面夾緊的夾具也如上圖所示。當側(cè)面產(chǎn)生推力時,有一個斜向下的力。這種夾具能有效防止工件上浮。
從側(cè)面夾緊的夾具包括以下類似的夾具。
3.從下方夾緊工件的夾具。
加工薄板工件上表面時,不僅不能從上面夾緊,而且從側(cè)面壓緊也不合理。唯一合理的夾緊方法是從下面擰緊工件。當從下面張緊工件時,如果工件是由鐵制成的,通??梢允褂么盆F夾具。一般來說,真空吸盤可以用來夾緊有色金屬工件。
在上述兩種情況下,夾緊力與工件和磁鐵或真空吸盤之間的接觸面積成正比。如果加工小工件時加工負荷過大,加工效果就不理想。
另外,在使用磁鐵或真空吸盤時,與磁鐵和真空吸盤的接觸面需要達到一定的光滑度,才能安全正常的使用。
4.帶孔夾的夾具
使用五軸機床同時加工多個面或模具時,為了防止夾具和刀具影響加工,一般使用孔夾比較合適。與從頂部和側(cè)面夾緊工件的方法相比,孔夾緊工件的方法對工件產(chǎn)生的載荷較小,可以有效地使工件變形。
第二,預夾緊
以上主要是關(guān)于工件夾緊的夾具。如何提高可操作性,利用預夾緊提高可操作性也很重要。當工件垂直放置在底座上時,工件會因重力而下落。此時,必須在用手握住工件的同時操作夾持器。
如果工件較重或者同時裝夾多件,操作性會大大降低,裝夾時間會很長。此時,通過使用這種彈簧預夾緊產(chǎn)品,可以在靜止狀態(tài)下操作工件,大大提高了可操作性,減少了工件的夾緊時間。
三。選擇夾具時的注意事項
在同一夾具中使用各種夾具時,夾緊和松開的工具必須統(tǒng)一。比如如下左圖所示,當使用多種工具扳手進行夾持時,操作者的整體負擔會變大,工件的整體夾持時間也會變長。如右下圖所示,工具扳手和螺栓尺寸統(tǒng)一,方便現(xiàn)場操作人員。
另外,在配置夾持器時,要盡可能考慮工件夾持的可操作性。如果工件在裝夾時需要傾斜,操作起來會很不方便,這是設計夾具時應該避免的。