專利名稱：一種用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法及夾具裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制 造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法， 更涉及一種實(shí)現(xiàn)該方法的夾具裝置。
背景技術(shù)：
目前實(shí)際生產(chǎn)中，通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，現(xiàn)有的車床卡爪受力面積不大因此在需要車削塑膠或橡膠產(chǎn)品時(shí)會(huì)將整個(gè)產(chǎn)品夾變形，使車削完成后產(chǎn)品尺寸及外觀很難保證，傳統(tǒng)車床卡爪在裝夾塑膠和橡膠產(chǎn)品時(shí)往往會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品受力變形而脫離卡爪造成產(chǎn)品的損傷重則造成工傷，且傳統(tǒng)裝夾，需要較長(zhǎng)的裝夾時(shí)間，料浪費(fèi)比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；能在加工常規(guī)零件的時(shí)候使質(zhì)量進(jìn)一步提升，能在保證產(chǎn)品質(zhì)量加工精度的同時(shí)批量生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本，從而夾具的使用在某種程度上提高實(shí)際生產(chǎn)中企業(yè)的效益；本發(fā)明的又一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)該方法的夾具裝置，能使塑膠或橡膠產(chǎn)品牢固的裝夾在夾具上，能完全的保證產(chǎn)品的外觀和尺寸不會(huì)因?yàn)檠b夾的方式產(chǎn)生影響，避免車床卡爪對(duì)產(chǎn)品直接受力，使塑膠和橡膠產(chǎn)品車削時(shí)更加方便質(zhì)量得到更好的保證，且相對(duì)來(lái)說(shuō)能節(jié)省裝夾空間，節(jié)省原材料。為有效解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下一種用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，其方法包括以下步驟(1)夾具體設(shè)計(jì)設(shè)置一圓盤(pán)金屬基體為夾具體主體，主體厚度厚度不低于30MM， 在所述主體上圓盤(pán)以圓心為基點(diǎn)呈放射狀均勻鉆孔；(2)定位元件設(shè)計(jì)采用平頭支承釘以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面為定位元件，采用網(wǎng)狀支承釘為側(cè)面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位，所述輔助支承設(shè)計(jì)不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點(diǎn)高度調(diào)整裝置；(3)夾緊裝置設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)夾緊設(shè)置動(dòng)力源裝置，通過(guò)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)，利用對(duì)稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環(huán)。所述步驟(1)還包括以下步驟鉆孔均勻分布每一平分圓上，鉆不少于10個(gè)孔，鉆孔時(shí)每一條放射線平均每60度鉆一個(gè)孔，采用交叉鉆孔的方式避免重合，孔與孔的距離不得少于50MM，在所述圓盤(pán)上劃出印記作為每個(gè)孔的平分圓同時(shí)便于裝夾筒料時(shí)參照，在所述夾具體的地面設(shè)置定位鍵。所述步驟(2)還包括以下步驟所述定位元件采用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，采用多個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的多個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，所述支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，根據(jù)加工要不需限制兩個(gè)自由度，所以用三爪自定心卡盤(pán)夾持限制其余四個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)定位。所述步驟(3)還包括以下步驟在所述夾緊裝置靠近加工面處增加一加力結(jié)構(gòu)， 用螺母與開(kāi)口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)采用鉤形壓板固定。一種實(shí)現(xiàn)上述方法的夾具裝置，所述夾具裝置包括夾具體、定位元件及夾緊裝置， 所述夾具體包括一夾具體主體，所述主體上包括多個(gè)鉆孔；所述定位元件包括基準(zhǔn)平面、防轉(zhuǎn)檔銷、支配件及高度調(diào)整裝置；所述夾緊裝置包括動(dòng)力源裝置、加寬卡抓及墊環(huán)，所述夾具體、定位元件及夾緊裝置分別相互連接。所述鉆孔均勻分布在每一平分圓上，且鉆孔數(shù)量不少于10個(gè)，各個(gè)鉆 孔之間交叉不重復(fù)排列，各個(gè)鉆孔之間的距離不得少于50MM。所述定位元件還包括一個(gè)或多個(gè)支承點(diǎn)及一個(gè)三爪自定心卡盤(pán)夾；所述夾緊裝置靠近加工面處還包括一加力結(jié)構(gòu)，用螺母與開(kāi)口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)采用鉤形壓板固定。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)方法，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；能在加工常規(guī)零件的時(shí)候使質(zhì)量進(jìn)一步提升，能在保證產(chǎn)品質(zhì)量加工精度的同時(shí)批量生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本，從而夾具的使用在某種程度上提高實(shí)際生產(chǎn)中企業(yè)的效益；本發(fā)明提供的夾具裝置， 能使塑膠或橡膠產(chǎn)品牢固的裝夾在夾具上，能完全的保證產(chǎn)品的外觀和尺寸不會(huì)因?yàn)檠b夾的方式產(chǎn)生影響，避免車床卡爪對(duì)產(chǎn)品直接受力，使塑膠和橡膠產(chǎn)品車削時(shí)更加方便質(zhì)量得到更好的保證，且相對(duì)來(lái)說(shuō)能節(jié)省裝夾空間，節(jié)省原材料。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明所述設(shè)計(jì)方法加工步驟流程示意圖；圖2是本發(fā)明所述夾具裝置中夾具體組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所述夾具裝置中定位元件組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述夾具裝置中夾緊裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，一種用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，其方法包括以下步驟(1)夾具體設(shè)計(jì)設(shè)置一圓盤(pán)金屬基體為夾具體主體，主體厚度厚度不低于30MM， 在所述主體上圓盤(pán)以圓心為基點(diǎn)呈放射狀均勻鉆孔；(2)定位元件設(shè)計(jì)采用平頭支承釘以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面為定位元件，采用網(wǎng)狀支承釘為側(cè)面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位，所述輔助支承設(shè)計(jì)不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點(diǎn)高度調(diào)整裝置；(3)夾緊裝置設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)夾緊設(shè)置動(dòng)力源裝置，通過(guò)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)，利用對(duì)稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環(huán)。
所述步驟(1)還包括以下步驟鉆孔均勻分布每一平分圓上，鉆不少于10個(gè)孔，鉆孔時(shí)每一條放射線平均每60度鉆一個(gè)孔，采用交叉鉆孔的方式避免重合，孔與孔的距離不得少于50MM，在所述圓盤(pán)上劃出印記作為每個(gè)孔的平分圓同時(shí)便于裝夾筒料時(shí)參照，在所述夾具體的地面設(shè)置定位鍵。所述步驟(2)還包括以下步驟所述定位元件采用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，采用多個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的多個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，所述支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，根據(jù)加工要不需限制兩個(gè)自由度，所以用三爪自定心卡盤(pán)夾持限制其余四個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)定位。所述步驟(3)還包括以下步驟在所述夾緊裝置靠近加工面處增加一加力結(jié)構(gòu)， 用螺母與開(kāi)口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)采用鉤形壓板固定。參見(jiàn)圖2、圖3及圖4，一種實(shí)現(xiàn)上述方法的夾具裝置，所述夾具裝置包括夾具體、 定位元件及夾緊裝置，所述夾具體包括一夾具體主體，所述主體上包括多個(gè)鉆孔；所述定位元件包括基準(zhǔn)平面、防轉(zhuǎn)檔銷、支配件及高度調(diào)整裝置；所述夾緊裝置包括動(dòng)力源裝置、力口寬卡抓及墊環(huán)，所述夾具體、定位元件及夾緊裝置分別相互連接。

所述鉆孔均勻分布在每一平分圓上，且鉆孔數(shù)量不少于10個(gè)，各個(gè)鉆孔之間交叉不重復(fù)排列，各個(gè)鉆孔之間的距離不得少于50MM。所述定位元件還包括一個(gè)或多個(gè)支承點(diǎn)及一個(gè)三爪自定心卡盤(pán)夾；所述夾緊裝置靠近加工面處還包括一加力結(jié)構(gòu)，用螺母與開(kāi)口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)采用鉤形壓板固定。本實(shí)施例中區(qū)別于現(xiàn)有的裝夾技術(shù)能裝夾任何形狀的工件，能牢固的裝夾不同材質(zhì)的工件，主要運(yùn)用螺絲緊固的方式裝夾工件；在不影響產(chǎn)品尺寸的同時(shí)又不受工件尺寸、 材質(zhì)、形狀等影響，應(yīng)用范圍廣，使用螺絲緊固的方式能做到產(chǎn)品不易脫離夾具不影響產(chǎn)品尺寸。特別在生產(chǎn)比較柔軟產(chǎn)品時(shí)此夾具所起到的作用更加明顯，夾具本身為金屬材料制作與車床卡爪直接接觸部份為鋼材或硬質(zhì)材料使夾具的裝夾更可靠而不致于脫離車床提高了加工時(shí)的安全系數(shù)。本實(shí)施例中夾具定位的誤差分析在工件的加工過(guò)程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過(guò)工件加工公差T的1/5 1/3。即AD 彡(1/5 1/3)T式中Δ D——定位誤差，單位為_(kāi) ；T——工件的加工誤差，單位為_(kāi)。由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用ΔΥ表示。不同的定位方式，基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方式也不同。如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無(wú)間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng)量即為最大配合間隙。可按下式計(jì)算Δ γ = afflax-afflin = 1/2 (Dmax_dmin) = 1/2 ( δ D+ δ d)式中Δ Y—基準(zhǔn)位移誤差單位為mm ；

Dmax——孔的最大直徑單位為mm ；dmin——軸的最小直徑單位為mm。δ D—工件孔的最大直徑公差，單位為mm ；δ d——圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差，單位為mm。基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差ΔΥ 值，以提高定位精度。加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時(shí)，定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用ΔΒ表示。此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。誤差計(jì)算Δ B——基準(zhǔn)不重合誤差δ i—定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間的尺寸鏈各組環(huán)公差β——δ i方向與加工尺寸方向間的夾角3.定位誤差的合成定位誤差是兩誤差的合成即AD = ΔΒ+ΔΥ在圓柱間隙配合定位和V形塊中心定位中，當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差和位移誤差都存在時(shí)，定位誤差的合成需判斷“ + ”、“ _ ”號(hào)。V 形塊中 ΔΒ = δ d/2當(dāng)ΔΒ與ΔΥ的變動(dòng)方向相同時(shí)a D二 Δ B+Δ Y二 sa<i:/2) + 1]當(dāng)ΔΒ與ΔΥ的變動(dòng)方向相反時(shí)Δ D— Δ B— Δ Y= sit<i/2> 一 1]本實(shí)施例中工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，凡采用與本發(fā)明相似結(jié)構(gòu)及其方法來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的所有實(shí)施方式均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，其方法包括以下步驟(1)夾具體設(shè)計(jì)設(shè)置一圓盤(pán)金屬基體為夾具體主體，主體厚度厚度不低于30MM，在所述主體上圓盤(pán)以圓心為基點(diǎn)呈放射狀均勻鉆孔；(2)定位元件設(shè)計(jì)采用平頭支承釘以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面為定位元件， 采用網(wǎng)狀支承釘為側(cè)面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位，所述輔助支承設(shè)計(jì)不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點(diǎn)高度調(diào)整裝置；(3)夾緊裝置設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)夾緊設(shè)置動(dòng)力源裝置，通過(guò)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)，利用對(duì)稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟(1)還包括以下步驟鉆孔均勻分布每一平分圓上，鉆不少于10個(gè)孔，鉆孔時(shí)每一條放射線平均每60度鉆一個(gè)孔，采用交叉鉆孔的方式避免重合，孔與孔的距離不得少于50MM，在所述圓盤(pán)上劃出印記作為每個(gè)孔的平分圓同時(shí)便于裝夾筒料時(shí)參照，在所述夾具體的地面設(shè)置定位鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟(2)還包括以下步驟所述定位元件采用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，采用多個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的多個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，所述支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，根據(jù)加工要不需限制兩個(gè)自由度，所以用三爪自定心卡盤(pán)夾持限制其余四個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟(3)還包括以下步驟在所述夾緊裝置靠近加工面處增加一加力結(jié)構(gòu)，用螺母與開(kāi)口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)采用鉤形壓板固定。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的夾具裝置，其特征在于，所述夾具裝置包括夾具體、 定位元件及夾緊裝置，所述夾具體包括一夾具體主體，所述主體上包括多個(gè)鉆孔；所述定位元件包括基準(zhǔn)平面、防轉(zhuǎn)檔銷、支配件及高度調(diào)整裝置；所述夾緊裝置包括動(dòng)力源裝置、力口寬卡抓及墊環(huán)，所述夾具體、定位元件及夾緊裝置分別相互連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的夾具裝置，其特征在于，所述鉆孔均勻分布在每一平分圓上， 且鉆孔數(shù)量不少于10個(gè)，各個(gè)鉆孔之間交叉不重復(fù)排列，各個(gè)鉆孔之間的距離不得少于 50MM。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的夾具裝置，其特征在于，所述定位元件還包括一個(gè)或多個(gè)支承點(diǎn)及一個(gè)三爪自定心卡盤(pán)夾；所述夾緊裝置靠近加工面處還包括一加力結(jié)構(gòu)，用螺母與開(kāi)口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)采用鉤形壓板固定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于低硬度材料加工的夾具設(shè)計(jì)方法，夾具體設(shè)計(jì)設(shè)置一圓盤(pán)金屬基體為夾具體主體，主體厚度不低于30mm，在所述主體上圓盤(pán)以圓心為基點(diǎn)呈放射狀均勻鉆孔；定位元件設(shè)計(jì)采用平頭支承釘以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面為定位元件，采用網(wǎng)狀支承釘為側(cè)面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位，所述輔助支承設(shè)計(jì)不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點(diǎn)高度調(diào)整裝置；夾緊裝置設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)夾緊設(shè)置動(dòng)力源裝置，通過(guò)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)，利用對(duì)稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環(huán)。本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)該方法的夾具裝置。
文檔編號(hào)B23B31/103GK102179538SQ20101061590
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者周完成, 柏明輝 申請(qǐng)人:東莞市新志密封技術(shù)有限公司