專利名稱：一種用于低硬度材料加工的夾具設計方法及夾具裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械制 造領域，尤其涉及一種用于低硬度材料加工的夾具設計方法， 更涉及一種實現該方法的夾具裝置。
背景技術：
目前實際生產中，通用夾具不能滿足生產要求，用通用夾具裝夾工件效率低、勞動強度大、加工質量不高，而且往往需要增加劃線工序，現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品時會將整個產品夾變形，使車削完成后產品尺寸及外觀很難保證，傳統車床卡爪在裝夾塑膠和橡膠產品時往往會因為產品受力變形而脫離卡爪造成產品的損傷重則造成工傷，且傳統裝夾，需要較長的裝夾時間，料浪費比較嚴重。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于低硬度材料加工的夾具設計方法，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產力，有效地減輕了工人的勞動強度；能在加工常規零件的時候使質量進一步提升，能在保證產品質量加工精度的同時批量生產，從而降低生產成本，從而夾具的使用在某種程度上提高實際生產中企業的效益；本發明的又一目的在于提供一種實現該方法的夾具裝置，能使塑膠或橡膠產品牢固的裝夾在夾具上，能完全的保證產品的外觀和尺寸不會因為裝夾的方式產生影響，避免車床卡爪對產品直接受力，使塑膠和橡膠產品車削時更加方便質量得到更好的保證，且相對來說能節省裝夾空間，節省原材料。為有效解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下一種用于低硬度材料加工的夾具設計方法，其方法包括以下步驟(1)夾具體設計設置一圓盤金屬基體為夾具體主體，主體厚度厚度不低于30MM， 在所述主體上圓盤以圓心為基點呈放射狀均勻鉆孔；(2)定位元件設計采用平頭支承釘以面積較小的已經加工的基準平面為定位元件，采用網狀支承釘為側面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設置一防轉擋銷實現多點定位，所述輔助支承設計不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點高度調整裝置；(3)夾緊裝置設計采用機動夾緊設置動力源裝置，通過傳統機構增加輔助支承和輔助夾緊點，利用對稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環。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個孔，鉆孔時每一條放射線平均每60度鉆一個孔，采用交叉鉆孔的方式避免重合，孔與孔的距離不得少于50MM，在所述圓盤上劃出印記作為每個孔的平分圓同時便于裝夾筒料時參照，在所述夾具體的地面設置定位鍵。所述步驟(2)還包括以下步驟所述定位元件采用一個支承點限制工件的一個自由度，采用多個支承點，限制工件的多個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，所述支承點與工件定位基準面始終保持接觸，根據加工要不需限制兩個自由度，所以用三爪自定心卡盤夾持限制其余四個自由度，實現四點定位。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構， 用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機構采用鉤形壓板固定。一種實現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鉆孔；所述定位元件包括基準平面、防轉檔銷、支配件及高度調整裝置；所述夾緊裝置包括動力源裝置、加寬卡抓及墊環，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，且鉆孔數量不少于10個，各個鉆 孔之間交叉不重復排列，各個鉆孔之間的距離不得少于50MM。所述定位元件還包括一個或多個支承點及一個三爪自定心卡盤夾；所述夾緊裝置靠近加工面處還包括一加力結構，用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機構采用鉤形壓板固定。本發明的有益效果為本發明提供的設計方法，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產力，有效地減輕了工人的勞動強度；能在加工常規零件的時候使質量進一步提升，能在保證產品質量加工精度的同時批量生產，從而降低生產成本，從而夾具的使用在某種程度上提高實際生產中企業的效益；本發明提供的夾具裝置， 能使塑膠或橡膠產品牢固的裝夾在夾具上，能完全的保證產品的外觀和尺寸不會因為裝夾的方式產生影響，避免車床卡爪對產品直接受力，使塑膠和橡膠產品車削時更加方便質量得到更好的保證，且相對來說能節省裝夾空間，節省原材料。下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
圖1是本發明所述設計方法加工步驟流程示意圖；圖2是本發明所述夾具裝置中夾具體組成結構示意圖；圖3是本發明所述夾具裝置中定位元件組成結構示意圖；圖4是本發明所述夾具裝置中夾緊裝置組成結構示意圖。
具體實施例方式參見圖1，一種用于低硬度材料加工的夾具設計方法，其方法包括以下步驟(1)夾具體設計設置一圓盤金屬基體為夾具體主體，主體厚度厚度不低于30MM， 在所述主體上圓盤以圓心為基點呈放射狀均勻鉆孔；(2)定位元件設計采用平頭支承釘以面積較小的已經加工的基準平面為定位元件，采用網狀支承釘為側面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設置一防轉擋銷實現多點定位，所述輔助支承設計不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點高度調整裝置；(3)夾緊裝置設計采用機動夾緊設置動力源裝置，通過傳統機構增加輔助支承和輔助夾緊點，利用對稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環。
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個孔，鉆孔時每一條放射線平均每60度鉆一個孔，采用交叉鉆孔的方式避免重合，孔與孔的距離不得少于50MM，在所述圓盤上劃出印記作為每個孔的平分圓同時便于裝夾筒料時參照，在所述夾具體的地面設置定位鍵。所述步驟(2)還包括以下步驟所述定位元件采用一個支承點限制工件的一個自由度，采用多個支承點，限制工件的多個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，所述支承點與工件定位基準面始終保持接觸，根據加工要不需限制兩個自由度，所以用三爪自定心卡盤夾持限制其余四個自由度，實現四點定位。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構， 用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機構采用鉤形壓板固定。參見圖2、圖3及圖4，一種實現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鉆孔；所述定位元件包括基準平面、防轉檔銷、支配件及高度調整裝置；所述夾緊裝置包括動力源裝置、力口寬卡抓及墊環，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，且鉆孔數量不少于10個，各個鉆孔之間交叉不重復排列，各個鉆孔之間的距離不得少于50MM。所述定位元件還包括一個或多個支承點及一個三爪自定心卡盤夾；所述夾緊裝置靠近加工面處還包括一加力結構，用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機構采用鉤形壓板固定。本實施例中區別于現有的裝夾技術能裝夾任何形狀的工件，能牢固的裝夾不同材質的工件，主要運用螺絲緊固的方式裝夾工件；在不影響產品尺寸的同時又不受工件尺寸、 材質、形狀等影響，應用范圍廣，使用螺絲緊固的方式能做到產品不易脫離夾具不影響產品尺寸。特別在生產比較柔軟產品時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的安全系數。本實施例中夾具定位的誤差分析在工件的加工過程中，產生誤差的因素很多，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_ ；T——工件的加工誤差，單位為_。由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用ΔΥ表示。不同的定位方式，基準位移誤差的計算方式也不同。如果工件內孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，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。但實際上，如圖所示，心軸和工件內孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。可按下式計算Δ γ = afflax-afflin = 1/2 (Dmax_dmin) = 1/2 ( δ D+ δ d)式中Δ Y—基準位移誤差單位為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，即可減小基準位移誤差ΔΥ 值，以提高定位精度。加工尺寸的基準是外圓柱面的母線時，定位基準是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合所導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用ΔΒ表示。此時除定位基準位移誤差外，還有基準不重合誤差。誤差計算Δ B——基準不重合誤差δ i—定位基準與工序基準之間的尺寸鏈各組環公差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，當基準不重合誤差和位移誤差都存在時，定位誤差的合成需判斷“ + ”、“ _ ”號。V 形塊中 ΔΒ = δ d/2當ΔΒ與ΔΥ的變動方向相同時a D二 Δ B+Δ Y二 sa<i:/2) + 1]當ΔΒ與ΔΥ的變動方向相反時Δ D— Δ B— Δ Y= sit<i/2> 一 1]本實施例中工件逐個在夾具中定位時，各個工件的位置不一致的原因主要是基準不重合。本發明并不限于上述實施方式，凡采用與本發明相似結構及其方法來實現本發明目的的所有實施方式均在本發明保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于低硬度材料加工的夾具設計方法，其特征在于，其方法包括以下步驟(1)夾具體設計設置一圓盤金屬基體為夾具體主體，主體厚度厚度不低于30MM，在所述主體上圓盤以圓心為基點呈放射狀均勻鉆孔；(2)定位元件設計采用平頭支承釘以面積較小的已經加工的基準平面為定位元件， 采用網狀支承釘為側面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設置一防轉擋銷實現多點定位，所述輔助支承設計不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點高度調整裝置；(3)夾緊裝置設計采用機動夾緊設置動力源裝置，通過傳統機構增加輔助支承和輔助夾緊點，利用對稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環。
2.根據權利要求1所述的用于低硬度材料加工的夾具設計方法，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個孔，鉆孔時每一條放射線平均每60度鉆一個孔，采用交叉鉆孔的方式避免重合，孔與孔的距離不得少于50MM，在所述圓盤上劃出印記作為每個孔的平分圓同時便于裝夾筒料時參照，在所述夾具體的地面設置定位鍵。
3.根據權利要求1所述的用于低硬度材料加工的夾具設計方法，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支承點限制工件的一個自由度，采用多個支承點，限制工件的多個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，所述支承點與工件定位基準面始終保持接觸，根據加工要不需限制兩個自由度，所以用三爪自定心卡盤夾持限制其余四個自由度，實現四點定位。
4.根據權利要求1所述的用于低硬度材料加工的夾具設計方法，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構，用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機構采用鉤形壓板固定。
5.一種實現權利要求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鉆孔；所述定位元件包括基準平面、防轉檔銷、支配件及高度調整裝置；所述夾緊裝置包括動力源裝置、力口寬卡抓及墊環，所述夾具體、定位元件及夾緊裝置分別相互連接。
6.根據權利要求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， 且鉆孔數量不少于10個，各個鉆孔之間交叉不重復排列，各個鉆孔之間的距離不得少于 50MM。
7.根據權利要求5所述的夾具裝置，其特征在于，所述定位元件還包括一個或多個支承點及一個三爪自定心卡盤夾；所述夾緊裝置靠近加工面處還包括一加力結構，用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機構采用鉤形壓板固定。
全文摘要
本發明公開一種用于低硬度材料加工的夾具設計方法，夾具體設計設置一圓盤金屬基體為夾具體主體，主體厚度不低于30mm，在所述主體上圓盤以圓心為基點呈放射狀均勻鉆孔；定位元件設計采用平頭支承釘以面積較小的已經加工的基準平面為定位元件，采用網狀支承釘為側面定位元件，采用輔助支承作輔助定位元件，另設置一防轉擋銷實現多點定位，所述輔助支承設計不起限制工件自由度的支配件，且配置支承點高度調整裝置；夾緊裝置設計采用機動夾緊設置動力源裝置，通過傳統機構增加輔助支承和輔助夾緊點，利用對稱變形的加寬卡爪在壓板下增加墊環。本發明還提供一種實現該方法的夾具裝置。
文檔編號B23B31/103GK102179538SQ20101061590
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者周完成, 柏明輝 申請人:東莞市新志密封技術有限公司