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首届夹具线上大赛已于上周末落幕,10名决赛选手在直播现场展示了自己的设计作品,并通过与评委观众的交流互动,共同探讨了设计思路的可行性和改进建议。10名选手中最终有7位选手获得二等奖,而现场讲述最受大家认可的三位选手周明星@猩猩、张豹方@豹子、张明@雪山获得了一等奖!下面就让我们来回顾一下三位优胜选手的作品,看一下他们的思路和评委的看法。



 

题目回顾

 

设计师第一名:周明星@猩猩


夹具设计思路讲解:

这个产品外型尺寸是长34、宽7.84、最高1.82,可以说是非常的小,放在电脑上很难直观的看出这个工件最重要的特征 。所以我特地用名片做了一个简单的模型,如图 1。

图1


定位:仿形槽 预留0.02的间隙,便于装夹。仿形定位的难处应该是装夹不方便,所以必须预留间隙 。

图2


压紧:采用压板加螺钉的方式 压板材料45 螺钉M4 工件上表面高于定位板0.1。这样可以确保压实。还有定位夹紧的时候,理论上来说是不允许工件发生移动的。

图3


装夹:使用四副快换板,机内加工机外装夹,并使用一些辅助工具,用来一次性拆除,类似下图。待螺钉拆除以后,可以实现一次性完全拆除十件工件。

图4


定位的设计,采用机构定位是不太现实的,零件太小没有空间给机构动作,还有变形,无法控制。就是每次拆除工件60件,安装工件60件,同时这个装夹时间小于加工时间 。

图5


同时夹具底板底部安装有类似支撑钉,好处:减小接触面积防止大面积铁屑影响定位,加高以后留出空间给人工装卸托盘,算是考虑到人机工程学。

图6


排屑:首先在加工孔处避空,再打横向连接孔,链接上面的孔,同时底板有通孔,整体无凹槽,加工完成后气枪即可清除。

图7


蓝色显示位置放大,排屑毫无障碍。

图8


底板采用7075材料,密度差不多2.85g/cm3,大概2.5kg定位板加上压板采用45,合计2.4kg。综合算下来快换板重量在6kg左右,对于操作员工来说应该是可以接受的。


生产节拍:

600件/小时=10件/分钟=1件/6秒

120件x1件/6秒=720秒=12分钟

故每次装夹后加工需要12分钟,所以有12分钟的安装工件到子板的时间。

1:初步整理工件姿态,整理安装定位每件3秒,共360秒,

2:安装压板每件4秒共48秒

3:小蜜蜂锁紧螺钉每个4秒,共48秒

共计360+48+48=456秒=7.6分钟,加上辅助时间,装夹时间按10分钟算。停机换板时间约:2分钟。所以12分钟内,去掉换板时间2分钟,有10分钟加工时间,10分钟=600秒=120件x1件/5秒。根据客户要求的产量,反推加工时间、装夹时间,所以纯机加工时间5秒1件若可实现,本方案即可实现设计目标。


评委点评与讨论:

杨风华:压板是什么材质?

周明星:压板采用轴承钢。

杨风华 :2.0这样压会有虚压的现象吗?

图9


周明星:优化成了3.0,因为0.1的间隙,压板会先和工件接触,不会产生虚压。

图10


锁螺钉的问题,采用启动小蜜蜂,扭矩可控,锁紧力可控,这样的变形确实可能存在,不过很小,而且不会影响工件的定位姿态。而且工件两边的翅膀,是不接触的,处于自由状态,无变形 。压紧的位置全部在支撑面内。

图11

 

杨风华考虑因素全面周到。建议在铝合金的夹具板支撑位置加一个缸进去保证更加耐磨损一些,压板可能会有一些小问题,加上零件自身公差等因素,建议垫一些弹性的东西会比较保险一些。



设计师第二名:张豹方@豹子

 

夹具设计思路讲解:

我的方案采用随行夹具零点系统,零点重复定位精度0.005,主板两块,因为加工时间较短,一块在机床上加工,还有一块在外面安装,因为产品加工尺寸要求相对毛坯加减0.05,坯料加减0.03就是0.06,与加工孔位置相差0.01,所以我进行粗定位,上差加0.01,然后用V型控制X方向,角度控制Y方向。

 

图12


评委点评与讨论:

周瑜:此套夹具是我认为设计最完善的一套,但是加工可能比较麻烦,两个弹簧的力量在机床使用过程中要求比较高。压紧的方式大部分选手都用螺钉锁紧,这里有一个疑问是:螺牙与板连接的时候会有一个挤压,不太适合长期使用。排屑方面:此产品的积屑会比较严重,所以背部位置可以做一些镂空处理,同时产品比较大块,做一些减重让重量最低会比较好。对于加工而言建议将槽做通,做通之后反面背一个快,可能会更好加工,免去了倾角那个孔。

 

张豹方:类似的情况我们用过,把下面加一个活螺母可以随时更换。V形块下面有两个弹簧,下方为较细的,上方为较粗的,压板向下的时候先碰到定位,定位向下以后控制Y方向。

 

蝌蚪他爹:这种以点带面的方式解决了过定位这些问题,如果想要更准一些的话,等销子装备好后精加工一下,销子留余量少一点。

 

 

设计师第三名:张明@雪山

 

夹具设计思路讲解:

我的设计思路是这样的:

 

夹具型式的确定:单件加工时间短,效率要求高,只能是机外装夹,交换托盘的多工位夹具。产品价值较低,手动装夹。

 

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定位方式:坯料外形±0.03mm,加工孔位置相对坯料公差+/-0.05。采用的弹簧销分中的方式的定位方式。

 

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压紧方式:材料为粉末冶金,考虑与铸件类似,边缘会有斜度,同时工件很薄,挤压的话有可能工件会上翘,采用压板压紧的形式。

 

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排屑处理:底部铣出沟槽,便于清理,减少辅助时间。子板定位方式:手动零点定位机构

 

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评委点评与讨论:

周渝:这个我用过,取得时候比较麻烦。

 

张明:主要是考虑到比较便宜,定位精度不错。

 

蝌蚪他爹:主副板使用如果在有预算的情况下选择零点可以避免很多精度问题Y向的拿取不太方便,Y向的行程超过300,有点超过了钻攻机的行程。而且操作工需要前倾才能拿取,如果要做主副板快换的话首先需要考虑操作工的承受能力,太重的话工作很累。两个气缸需要计算一下压紧力是否足够,压板是一压二的建议改成浮动式结构,避免虚压的情况,定位要尽量减少接触面。总的来说需要考虑操作工的实际使用情况。

 

杨风华:弹簧的定位方式是比较好的,优化的地方主要在:夹具的总重量有十多公斤,操作强度会比较大;压板中间开了槽,可能强度偏低,可以对压板中间部分进行加厚。

 

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此处的长度没必要做的太长,可能会导致夹具整体刚性问题,而且中间没有支撑,夹具板底下厚度只有15毫米,悬长较长在使用过程中容易变形。

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以上就是本次决赛优胜选手的作品讲解回顾,经过与决赛选手的友好协商,设计者们都决定慷慨地向所有人共享出此次比赛的参赛作品与夹具模型,方便大家进一步详细了解。选手们的模型作品获取方式为:在夹具侠公众号后台留言:模型+邮箱+公司名称,我们将会每天定时统一发送到留言邮箱中。


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最后一次编辑于2018-12-28 14:36 点赞 | 9

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