專利名稱：一種機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于機(jī)械零件加工工藝過(guò)程用夾具的設(shè)計(jì)方法。已知工業(yè)上應(yīng)用的夾具設(shè)計(jì)方法有普通通用夾具、專用夾具、組合夾具、組合可調(diào)夾具等。它們的共同特點(diǎn)是夾具由定位部份，夾緊部份，夾具體以及氣、液電，手傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。其中普通通用夾具只能完成簡(jiǎn)單幾何形體的個(gè)別工序，專用夾具是一次性使用的夾具、費(fèi)用高，且設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，組合夾具雖能重復(fù)使用，但剛性差，且初始投資大，管理煩雜，組合可調(diào)夾具相對(duì)組合夾具而言有一大改進(jìn)，仍有剛性差，初始投資較大，分組處理煩雜等缺陷，因此一種廣普適用的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)具有重大的經(jīng)濟(jì)意義，本發(fā)明正是基于這樣一種狀態(tài)提出來(lái)的新的設(shè)計(jì)方法。
本設(shè)計(jì)方法，是用一種稱之為零座標(biāo)的結(jié)構(gòu)使機(jī)械零件轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單幾何形體，再用一種稱之為零座標(biāo)通用夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)任何機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具均可通用化。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法是將夾具分為兩部份，一部份叫零座標(biāo)通用夾具。另一部份叫零座標(biāo)，機(jī)械零件在零座標(biāo)上確定位置座標(biāo)X、Y、Z由零座標(biāo)本體，稱之為零座標(biāo)基準(zhǔn)體，將機(jī)械零件座標(biāo)傳遞給零座標(biāo)通用夾具，從而使任何形狀、尺寸的機(jī)械零件都可在零座標(biāo)通用夾具上得到可靠的定位、夾緊，進(jìn)行加工、測(cè)量、裝配。
零座標(biāo)通用夾具是這樣設(shè)計(jì)的，同于一般夾具設(shè)計(jì)方法的是都需要使機(jī)械零件得到可靠的定位夾緊;不同的是，其機(jī)械零件是假想的加工對(duì)象。例如矩形框、塊等簡(jiǎn)單幾何形體，更進(jìn)一步的說(shuō)明是，零座標(biāo)通用夾具定位、夾緊的對(duì)象是零座標(biāo)上特有的稱之為零座標(biāo)基準(zhǔn)件的矩形框、塊。另一個(gè)不同之處是由于機(jī)械零件在零座標(biāo)上只是確定位置，而不是按夾具的六點(diǎn)定位原則，因而尚有未消除的自由度，當(dāng)切削力作用于機(jī)械零件時(shí)就可能產(chǎn)生位移，另外也由于。機(jī)械零件屬易變形件時(shí)產(chǎn)生彈性變形而位移這種情況。因而，在零座標(biāo)通用夾具上尚需設(shè)計(jì)一種不同普通用夾具的結(jié)構(gòu)，稱之為輔助支承。輔助支承的設(shè)計(jì)是在抵消切削力作用，彈性變形力作用，產(chǎn)生機(jī)械零件位移的方向設(shè)置。實(shí)際上是一種可調(diào)位置的定位柱、叉、塊。
零座標(biāo)的設(shè)計(jì)是，由一簡(jiǎn)單幾何形體的矩形框、塊作為零座標(biāo)本體，稱之為零標(biāo)標(biāo)基準(zhǔn)件，在零座標(biāo)基準(zhǔn)件上用檔塊、內(nèi)園錐塊、可調(diào)心軸等組成確定位置元件。由于是確定位置元件，所以它們與基準(zhǔn)件不可產(chǎn)生位移。在螺釘緊固的同時(shí)，尚需采用可拆定位銷。或用帶定位部螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)定位與緊固。當(dāng)機(jī)械零件為大批大量生產(chǎn)方式，則確定位置元件與通常的專用夾具設(shè)計(jì)的定位方式可以相同，此時(shí)零座標(biāo)通用夾具就不設(shè)置輔助支承，零座標(biāo)基準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)是用普遍的碳素鋼如45＃鋼制造，在與機(jī)械零件接觸的表面，以及與零座標(biāo)通用夾具定位部接觸的表面設(shè)置耐磨的硬墊塊，由于本設(shè)計(jì)方法是用它來(lái)傳遞座標(biāo)位置，因此它必須有相應(yīng)的尺寸精度。形位精度，設(shè)置在它上面的確定位置元件或定位元件亦要有相應(yīng)的尺斤精度，形位精度。零座標(biāo)設(shè)計(jì)的另一特點(diǎn)。應(yīng)使機(jī)械零件在零座標(biāo)上確定位置后能通過(guò)盡可能多的工序，以減少機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程中必然產(chǎn)生的定位誤差，此時(shí)零座標(biāo)與機(jī)械零件結(jié)合為一整體流動(dòng)。機(jī)械零件在零座標(biāo)上夾緊是由通常的夾具夾緊元件如契塊、壓板;螺釘、壓板;凸輪、壓板等組成。
機(jī)械零件在零座標(biāo)上由確定位置元件來(lái)確定座標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)必須選用下面工序不再加工的面，最好是較大的平面或園柱面，機(jī)械零件已經(jīng)在零座標(biāo)上確定位置后，確定位置元件與機(jī)械零件對(duì)于零座標(biāo)基準(zhǔn)件都要有確定的座標(biāo)值。
機(jī)械零件在機(jī)床工作臺(tái)的位置是這樣確定的機(jī)械零件將自己的座標(biāo)位置傳遞給零座標(biāo)上確定位置元件，零座標(biāo)上的確定位置元件將自己的位置座標(biāo)傳遞給零座標(biāo)本體。即零座標(biāo)基準(zhǔn)件，零座標(biāo)基準(zhǔn)件將自己的位置座標(biāo)傳遞給機(jī)床。
機(jī)械零件在機(jī)床工作臺(tái)的位置變換是這樣實(shí)現(xiàn)的，在零座標(biāo)進(jìn)入零座標(biāo)通用夾具時(shí)，在零座標(biāo)基準(zhǔn)件與零座標(biāo)通用夾具定位面之間設(shè)計(jì)了調(diào)整墊塊，只要增加或減少調(diào)整墊塊的尺寸，機(jī)械零件在機(jī)床工作臺(tái)的位置就有了相應(yīng)的變換，這種變換一方面是滿足機(jī)械零件由一臺(tái)機(jī)床向另一臺(tái)機(jī)床轉(zhuǎn)移時(shí)位置變換的需要，二方面是滿足機(jī)械零件在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行另一位置的加工，例如鉆床上，工作臺(tái)無(wú)座標(biāo)移動(dòng)裝置而需鉆另一孔時(shí)位置變換的需要;三方面是機(jī)床主軸無(wú)變換角度裝置時(shí)，機(jī)械零件可進(jìn)行角度加工。
本夾具設(shè)計(jì)方法是提供了一種可以在普通萬(wàn)能機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件柔性制造的夾具設(shè)計(jì)方法。同樣，將此設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，加工中心，將實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的機(jī)械零件柔性制造系統(tǒng)。并且，比目前已有的柔性制造系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性更好，柔性更大，制造更簡(jiǎn)單。
實(shí)施例

圖1是一種端蓋零件加工45°斜油孔的例子，原來(lái)，此零件是設(shè)計(jì)成專用夾具，并且認(rèn)為是典型例，共需14個(gè)零件組成，并且不能用于其他工序，一旦不再加工此零件就只能報(bào)廢。
本設(shè)計(jì)方法只用4個(gè)零件，并且除(1)外均可長(zhǎng)期使用，即使(1)也可以重復(fù)使用幾次。
它是由(1)零座標(biāo)基準(zhǔn)件;(2)可調(diào)心軸調(diào)整套;(3)可調(diào)心軸;(4)削角定位銷組成專用件系。機(jī)械零件在(1)、(2)、(3)、(4)上得到定位，由(1)將機(jī)械零件的位置座標(biāo)傳遞給角度墊塊。這里是一個(gè)正弦?jiàn)A具，再由角度墊塊，通過(guò)零座標(biāo)通用夾具墊塊將位置座標(biāo)傳遞給零座標(biāo)通用夾具。通過(guò)計(jì)算，選用適當(dāng)尺寸的零座標(biāo)通用夾具墊塊，則鉆床主軸下行即可加工合格的45°斜油孔。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明之前。夾具由定位部份。夾緊部份、夾具體及氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)、手動(dòng)等形式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；本發(fā)明的特征在于，由零座標(biāo)通用夾具、零座標(biāo)組成。機(jī)械零件在零座標(biāo)上得到確定的位置并夾緊。使機(jī)械零件上任一點(diǎn)都對(duì)零座標(biāo)有確定的座標(biāo)值。由零座標(biāo)上特有的基準(zhǔn)件將此值傳給零座標(biāo)通用夾具。實(shí)現(xiàn)任何形狀、尺寸的機(jī)械零件都可以用零座標(biāo)通用夾具加工、測(cè)量、裝配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，零座標(biāo)基準(zhǔn)件在零座標(biāo)通用夾具上能得到可靠的定位。夾緊。對(duì)零座標(biāo)上機(jī)械零件在本工序切削力方向設(shè)置輔助支承，在機(jī)械零件因切削力作用產(chǎn)生彈性變形的方向設(shè)置輔助支承，輔助支承只緊貼機(jī)械零件表面而不施加力于該面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，零座標(biāo)由零座標(biāo)基準(zhǔn)件，在零座標(biāo)基準(zhǔn)件上設(shè)置的確定機(jī)械零件位置的元件，夾緊的元件組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于零座標(biāo)基準(zhǔn)件由簡(jiǎn)單的幾何形體構(gòu)成，最好是矩形框塊。由普通碳素鋼制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述，機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，零座標(biāo)基準(zhǔn)件減少或增加墊塊。機(jī)械零件上任意點(diǎn)n在座標(biāo)平移至n+1點(diǎn)后仍有確定座標(biāo)值，因而可在無(wú)座標(biāo)平移的機(jī)床工臺(tái)上進(jìn)行座標(biāo)加工。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述，機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，增加或減少零座標(biāo)基準(zhǔn)件墊塊，或以零座標(biāo)基準(zhǔn)件上某點(diǎn)為園心設(shè)置可旋軸。機(jī)械零件上任意點(diǎn)n座標(biāo)旋轉(zhuǎn)至n+1點(diǎn)后仍有確定的座標(biāo)值，因而可在無(wú)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床進(jìn)行角度加工。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述，機(jī)械零件加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，零座標(biāo)基準(zhǔn)件上確定位置元件由V形塊、檔塊、內(nèi)園錐塊，可調(diào)心軸等普通簡(jiǎn)單零件組成;零座標(biāo)基準(zhǔn)件上夾緊元件由螺釘、契形、凸輪等普通、簡(jiǎn)單零件組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述，機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，確定機(jī)械零件位置元件與機(jī)械零件緊貼，并且任一點(diǎn)n對(duì)于零座昊技加腥范ǖ淖曛怠
9.根據(jù)權(quán)利要求3或4或7，機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為零座標(biāo)設(shè)計(jì)，且零座標(biāo)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或7或9，機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具設(shè)計(jì)方法，其特征在于，本設(shè)計(jì)方法是一種機(jī)械零件的柔性制造方法，可用于普通萬(wàn)能機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床，加工中心等。
全文摘要
一種機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程用夾具的設(shè)計(jì)方法。這種夾具由零坐標(biāo)通用夾具、零坐標(biāo)兩部分組成。由零坐標(biāo)將機(jī)械零件簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單幾何形體。由零坐標(biāo)通用夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單幾何形體的定位夾緊。這種設(shè)計(jì)方法可適應(yīng)于機(jī)械零件大小不一，形態(tài)各異的需要、制造簡(jiǎn)單，因此具有設(shè)計(jì)制造周期短，夾具費(fèi)用低、可重復(fù)使用。滿足機(jī)械產(chǎn)品升級(jí)換代時(shí)對(duì)工藝裝備的需要。本設(shè)計(jì)方法可應(yīng)用于各種機(jī)械零件冷加工工藝過(guò)程加工、測(cè)量、裝配諸方面，也可應(yīng)用于機(jī)械零件的柔性制造系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)B23Q3/06GK1033169SQ8710211
公開(kāi)日1989年5月31日 申請(qǐng)日期1987年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月17日
發(fā)明者王以禮 申請(qǐng)人:王以禮