浅谈工装夹具自动化设计及其改进

浅谈工装夹具自动化设计及其改进

周园园

长春轨道客车股份有限公司 吉林省长春市 130012

摘要：随着我国社会的发展，经济的进步，在制造行业获得了更大的发展工作空间。由于我国市场经济体系不断完善，各行各业也在市场竞争中日益激烈。现如今，每个制造企业需要面临多种问题，例如：工装夹具的自动化设计及其短信。由于工装夹具的设计会直接影响后期工件的质量，因此工装夹具的设计至关重要。在进行工装夹具设计时不仅需要简单方便，更要保证其工件在后期使用安全。在满足元件的精度需求上尽可能的降低劳动成本，提高生产效率，减少设计误差。本文针对工装夹具自动化设计进行了简单的分析，同时阐述了相应的改进方法。以下讨论仅供参考。

关键字：工装夹具；自动化设计；改进；分析

引言

随着社会的发展，工装夹具的出现，有效预防了传统作业中焊接变形的现象，利用精确可靠的定位与夹紧来降低下料和划线的工作，杜绝出现工件尺寸的偏差，提高零件的加工精度。进而保证夹具元件的施焊部位能够达到较优的状态，并且焊缝成型性良好。目前工装夹具已经成为机械装置的形式代替了传统手工装配零件的模式，大大改善了劳动环境，降低了劳动强度，提高了工装夹具的效率和质量，进一步促进焊接结构的生产机械自动化的发展。

一、工装夹具自动化设计的原则、要求、注意事项

（一）分析基本原则

首先，进行工装夹具自动化设计师时，必须保证结构简单，成本低廉，满足装甲过程中的简单快速操作，同时也要根据国家对于夹具工具的要求严格进行，保证在使用过程中工件定位的安全性、稳定性、可靠性，满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性。总的来说，工装夹具设计时需要满足市场上严格的质量标准，对其工装夹具设计的方案需要遵循手动气压液压依次优选的原则进行工件设计。在工装夹具上能够有足够的承载力和夹持力度。一旦零件出现损坏现象，可以进行快速更换，保证结构不变，尤其是尽量不用其他工具进行代替。

（二）分析基本要求

工装夹具在生产过程中容易受到外界多种粒度的影响，因此工装夹具需要具备足够的刚度和强度，满足操作时装配、定焊或焊接后顺利能够从夹具中顺利取出，同时保证制品在翻转或吊运过程不会出现损坏。因此工装夹具的焊接操作必须是容易装卸的。在使用夹具生产过程中保证转换的空间，为操作人员提供良好的操作环境和视野，最终使焊接生产的过程处于稳定安全的工作状态。基于此，工装夹具的焊接操作需要保持一定的灵活性，在夹紧时不能破坏工件的定位位置，进而保证产品的尺寸符合设计图纸设计的要求。一来不能允许工件出现松动，滑移的现象；二来不能使工件拘束度大于产生的拘束应力。基于此，工装夹具夹紧时还需要有可靠性。总的来说，在工装夹具的设计时，夹具需要便于安装制造，操作，方便后期检验维修，同时更换易损零件时不破坏其他结构。除此之外，在设计时需要考虑现有车间的夹紧动力源和安装条例条件以及吊装能力的基础之上，降低家具制造的成本，此外工装夹具还应保持相应良好的工艺性。

（三）分析注意事项

工装夹具自动化设计需要在设计前做好充分的准备工作，保证工件加工质量和机床夹具设计达到相应的要求。基于此，必须选择正确的定位方法夹紧装置，对其任务书进行仔细研读，认真了解加工工件的过程和要求，保证在设计时能够更加顺畅，避免出现错误。其次，要保证夹紧元件的统一性，不同外形尺寸需要操作人员用多种工具进行夹紧操作、调节。只有在设计过程中，将夹紧元件的统一性实现，才能提高生产效率，降低劳动强度。其次，要保证夹紧元件的安全性，最后相关设计人员需要进行现场考察，深入了解现场的情况。对于夹具使用的机床规格参数以及安装夹具部位的结构尺寸工序深入了解。只有在对所有情况了解时，才能设计出夹具紧密安装，保证后期机床的正常运转，减少返修的次数，提高了制造企业的经济效率和时间成本。

二、工装夹具自动化设计的改进

(一) 采用一次装夹多个工件的方式

我国的数控铣床主要以压缩空气作为动力，松开夹紧刀具，方便手动换刀，进而促进加工中心实现自动化换刀的模式。在加工时换刀能实现一次加工多种表面的模式。由于传统的换刀耗时较长，尤其是自动换刀会出现故障，例如：在自动换刀系统中出现问题，因此需要满足加工要求的前提下，尽量减少换刀次数，进而节省时间，提高数控机床的工作效率和可靠性。那么可以通过工装夹具一次装夹多个工件进行改进，适当调整工艺，最大限度地减少换刀次数。目前可以根据工件外形、尺寸和基层形成。工装夹具设计能够每次装夹八个弓箭，进而从加工工艺可以看出，同时加工八个工件只需换刀四次。在传统换刀基础上节省了辅助时间。

(二)合理布置工件

首先进行合理布置工件，依靠工件外形、尺寸机床工作台尺寸以及机床行程和生产批量，进而确定每次装夹的工件数量和布置方式，必须保证各工件之间的距离合理，方便装卸工件和清除切削。除此之外，对其安装后的工件要有良好的敞开性，方便工序进行集中加工。

(三)保证各元件之间距离的精确

最后需要保证各元件之间距离的绝对精确，在设计工装夹具时，需要考虑到夹具在结构上方便安装、装配、制造、调整和维修，因此各元件之间的距离必须精确。一般工装夹具采用一面两箱的定位，每组定位元件中的圆柱销与菱形销之间的距离，由工件尺寸确定各组定位元件之间的距离，需要保证精确。进而在机床运动时根据相应的程序移动时，才能使其工件有精确的位置。同时，保证定位精度才能方便销液的冲刷，能够顺利带走切屑，使压缩空气方便吹除切屑，带动机床的有效运转。

三.小结

综上所述，工装夹具自动化设计对于现代数控铣床的制造非常重要本文分析了工装夹具自动化设计的内容及其改进方向，希望能够为数控铣床工装夹具的设计提供新的思路。保证工装夹具设计夹具元件的安全性、统一性、可靠性，满足夹具的基本要求。从采用一次装夹多个工件的方式、合理布置工件、保证各元件之间距离的精确度来提高工装夹具的设计，确保工装夹具的工件在使用过程中零件不易受损，更好地运用于数控机床中，带动我国轨道交通的发展。

参考文献

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[2]谢友银.数控铣床工装夹具设计与改进建议[J].中外企业家,2019(02):126.

[3]刘卓立,王志辉.箱体部件自动化装配工装夹具设计[J].组合机床与自动化加工技术,2016(03):120-122.