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本期直播课程带来的讲师@蝌蚪他爹 《车床液压夹具设计要点》一课的回顾,讲师通过自己新近设计的一套车床夹具,着重分享了径向力控制、配重分析两个要点。

 

我们先来看一下旧式的工装:

 

▲旧式工装手动装卸

 

新工装的换装时间和动平衡、试机测试:

 

▲新工装现场演示

 


▲新工装结构演示

 

 

车床夹具设计要点

车床夹具和加工中心夹具相比,不管是四轴还是平面,唯一的区别就是四轴上的是高速旋转的。高速旋转时会产生一个离心力,在设计机床夹具的时候要计算好离心力,让机床转起来能达到设计的转速,在运转时机身不抖,这就牵扯到夹具配重的问题。

 

 

一般数控车床上的夹具分为定位装置、夹紧装置、夹具体这几部分,根据机床主轴先来配左右两端法兰盘,法兰盘的用处就是过渡作用,连接主轴和回转油缸。

 

 

液压油路引导:加工中心四轴上面油路通过油路分配器,那么车床上面的回转油缸的功能类似油路分配器。如果按照之前老工艺的话,需要在上面再打油孔,这样加工难度会增大,而这里是直接选用软管接引过去。

 

 

机床上都有一个贯穿孔,直接在贯穿孔里面用软管接过去,可以节省加工费和材料,也方便更换。这里设计成前面一个回转油缸,后面一个工装底板,中间主轴这个部分如果像传统老工艺是做了一根很长的油路杆,从主轴的皮带轮一直到夹具体的进油孔,无形中会增大了油路杆的加工难度,所以选用软管直接接引。此方法比较适合一组油路,如果油路组数过多,还是需要油路杆。

 

使用凹槽配合工装

一般设计平面工装的习惯直接都是螺丝锁下去,但在设计车床夹具就不能这么想当然了,要尽量用凹槽去配。毕竟是高速旋转的工装,整个工装夹具体在动,单靠螺丝去固定组件,螺丝的锁紧力是根本不够的。因为它缺少了径向力,轴向力是靠螺丝来锁的。螺丝孔毕竟有公差存在,不像定位销孔这么准,当高速旋转时夹具就会出现晃动。

 

 

工装的底板最好做一个3-5mm的凹槽,需要卡在法兰盘上面。在不转的情况看上去倒还好,但高速一旋转的时候如果说没有这个凹槽去卡住这个法兰盘的话,整个工装都会在甩,这个甩工装的力或者将工装有甩出去的趋势的力就是之前所提到的径向力,所以尽量用凹槽去配合径向力。

 

 


6这款是正在设计的新夹具,因为压点比较薄,考虑到变形的可能性,所以在下面增加了两个固定支撑。像这些配件可以先做上去,如果实际加工中没有问题的话再把支撑撤掉也可以。



 

配重及计算

配重的目的就是为了获得良好的动平衡效果。动平衡是消除动平衡量,动平衡做好,静平衡就不存在了。动平衡可以做掉90%的剩余不平衡量,静平衡只能做掉50%的剩余不平衡量。UG软件里面有一个测量体,可以得出这个工装的质量、重心、回转半径等,而我们需要的是质量和质心,如图7标示。质心那里有三排数字,x y z 方向,主要是xy方向,这套是已经配好了,粗调一下x方向配重是在0.18mm,y方向是在0.07mm。

 

 

实际称出来的重量与分析出来的差不多,一般来说,质量差的不多的情况下,质心也不会偏差太多。在配重之前,有一个非常重要的步骤,指派材料。

 

 

配重的方式有两种,在工装轻的那头加重,重的那头减轻。工装设计完成,产品放好,完成装配螺丝,才去配重。如果先去配重,再去赋予材料,修改配重块,那配重就没有意义了。

 

 

总结一下,在配重之前,先完成夹具体上面该设计的东西,设计完了就不要再去动,因为再做更改配重就会出现偏差。在配重之前或者设计的同时,每做好一个部件、一个定位块或者导入一个部件,就可以先赋予材料,养成一个好习惯。UG只是静平衡,如果有条件的话可以购买现场动平衡仪,用数据进行更精准的配重。

 

最后,每人都有属于自己的方法,以上均是个人出于实际使用的经验分享,传递一些设计理念,大家可以根据自己平时的设计习惯,情况和产品要求来设计工装夹具。

 

配重样式

配重的样式可以是异形,也可以是规则形状。大家可灵活运用:

 


讨论环节

Q1:配重调节不好的话,会影响产品的哪些精度?同轴度还是圆柱度?

A:最直观的,配重不好的工装夹具,机床之前设计的1000转,在达到300-500转的时候,机床就抖起来了。更严重的后果会造成设计报废。质心不差,差不多就和平面工装一样。大家可以通过每次移动的数值得出一个比例,看看质心这块走了多少,那下一次调就有数,不然就需要花很多时间。

 

Q2:针对这种压紧,有没有可能毛坯面高度不宜,导致工件压紧时上翘?

A:可能有的,需要手动放好余量或者选用支撑缸

 

Q32个油缸要不要同步?

A就案例而言没必要,油路块小过油速度快距离短,不会造成速度差。如果有必要的话可选用调速款油缸。


Q4:车床夹具设计成圆盘是不是比较好配重?

 

 

A:其实配重配好了圆盘和方料其实是一样的。一开始也考虑过圆盘,但是重量会差很多,密度相同的情况下圆盘比方料重了20公斤。因为要考虑到主轴的承受能力,也出于省料的目的选用方形。


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最后一次编辑于2018-12-28 14:34 点赞 | 10

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