操縱裝置殼體通用快速液壓夾具的設(shè)計思路及應(yīng)用

在2006年之前，我公司加工操縱裝置殼體的立式加工中心OP10、OP20兩工序全部采用手動夾具夾緊工件，加工每個零件都需要人工用手進(jìn)行預(yù)壓緊、夾緊和松開等動作，操作工人的勞動強(qiáng)度特別大。隨著雙操縱裝置殼體產(chǎn)量的不斷攀升，手動夾具儼然已不能滿足大批量、精益生產(chǎn)的要求。特別是隨著輕量化項目的實施，全面切換為鋁合金操縱裝置殼體后產(chǎn)量激增，日產(chǎn)3?300件，年需求百萬件，令以下問題突顯：手動夾具夾緊、松開頻繁，員工勞動強(qiáng)度加大;雙H產(chǎn)品種類繁多，更換夾具次數(shù)多，每更換夾具需重新找正，費時費力;手動夾緊工件時壓緊力不一致，容易引起鋁合金工件變形，影響產(chǎn)品質(zhì)量。針對以上種種問題，我們迫切地需要用液壓夾具替代手動夾具，以滿足通用性、輕量化和大批量的生產(chǎn)需求。

液壓夾具設(shè)計思路

1.穩(wěn)定性好、質(zhì)量可靠

雙H產(chǎn)品在立式加工中心上的加工內(nèi)容有兩序：OP10銑面;OP20翻面后銑面、鉆孔和攻螺紋。對于銑大面，手動夾具是將零件裝夾后，利用銅棒將平面敲平，方可加工;通過預(yù)壓緊、松開動作實現(xiàn)手動通用大批量零件。隨著鋁合金產(chǎn)品的批量化投產(chǎn)，因材料的性質(zhì)導(dǎo)致受力不均勻時零件特別容易變形，從而造成加工出的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。而通用液壓夾具的夾緊力一致，能有效保證零件不發(fā)生變形。

2.可快速換產(chǎn)

通過更換V型塊能實現(xiàn)多種零件的加工。根據(jù)零件尺寸，設(shè)計多種V型塊，V型塊使用插銷定位，快速準(zhǔn)確，避免了夾具更換，縮短了夾具找正時間。

3.通用性

OP20工序壓緊在銷子孔位置處，該孔位置為所有操縱裝置殼體相同特征，并且該工序加工壓緊位置過孔。為此，我們設(shè)計了中空的壓板結(jié)構(gòu)。

4 高效性

液壓夾具完成零件上下動作只需30?s，而手動夾具裝活時間需1.5?min，裝卸效率大大提高。

液壓夾具工作原理及運用

1. 工作原理

液壓夾具的工作原理如圖1所示，通過兩進(jìn)、兩出的兩條油路分別實現(xiàn)OP10、OP20工序的預(yù)壓緊、松開、壓緊和松開四個動作。

夾具設(shè)計模型如圖2所示。工作時，首先將零件裝到1區(qū)，通過預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)壓緊零件，使零件與定位面完全貼合，然后壓緊機(jī)構(gòu)抱緊零件，預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)松開到初始位置，即可開始0P10銑基準(zhǔn)面的加工;將1區(qū)加工好的零件放置到2區(qū)定位面上，通過V型塊定位，壓緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，實現(xiàn)OP20工序的加工。

2.優(yōu)點

與傳統(tǒng)的夾具相比，液壓夾具具有如下的優(yōu)點：

(1)預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(見圖3)，能夠保證零件完全與定位面貼合，代替了手動夾具人工用銅棒敲平;

(2)采用可調(diào)V型塊(見圖4)，能實現(xiàn)多種雙H結(jié)構(gòu)工件的加工(軸線到定為銷距離不同，雙H結(jié)構(gòu)長短不同);

(3)兩區(qū)壓緊位置合理(見圖5)，因絕大多數(shù)的雙H殼體銷子孔位置尺寸是不變的，可實現(xiàn)通用的效果;

(4)壓緊力一致，零件不容易變形。

結(jié)語

目前，我公司已全部使用該夾具加工雙H操縱裝置殼體(特殊操縱殼體結(jié)構(gòu)除外)。實踐證明，該夾具設(shè)計思路合理，通用性強(qiáng)，符合精益生產(chǎn)要求，加工出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，滿足我公司大批量、多品種操縱裝置殼體零件的加工要求。按年產(chǎn)量80萬件鋁合金雙H操縱裝置殼體，機(jī)床運行1?h的費用為40元計算，可為企業(yè)節(jié)約的成本如下：

1.機(jī)床成本

液壓夾具完成零件上下料動作效率高(可縮短1?min)，可為企業(yè)年節(jié)約(800?000×60/3?600)×40=53.3萬元。

2.人力成本

年產(chǎn)80萬件雙H操縱裝置殼體需15臺立加，使用手動夾具時1人2機(jī)，現(xiàn)改成液壓夾具后可實現(xiàn)1人4機(jī)，每班可減少4人，共減少12人，節(jié)約成本12×7=84萬元(按人均年收入7萬計算)。

3.夾具成本

液壓夾具成本每套約10萬元，共需要夾具150萬元，大約一年多即可收回夾具成本，以后每年可節(jié)約成本約137萬。