低成本通用型液压夹具的设计及推广

叶莉　韩利

摘 要 大批量零件在立式加工生产中，手动夹具劳动强度大，生产率低下，外购全套液压夹具成本高，通过借用精车夹具，自主设计液压底座，有效地改善了生产弊端，极大地节约了加工时间，通过更换涨套，使得夹具适用范围更广，降低了换产时间。

关键词 批量生产；劳动强度；生产效率；低成本；液压夹具

中图分类号 TG7 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2015）09-0025-02

我公司现有设备中，大多采用手动夹紧，每加工一个零件，需夹紧松开各一次，劳动强度很大。截止目前，液压夹具全部委托专业厂家来设计制造，外购费用非常大，一套立加夹具约需7-8万元。采用液压夹具是一种趋势，尤其适合我公司的大批量生产，并满足KTJ的

需要。

1 问题的提出

法兰盘零件，年产80万件，批量非常大，在立式加工中心加工时存在下列问题：1）采用立加专用夹具手动夹紧，每班的夹紧松开操作达五六百次，最严重时，一个月用坏7-8把扳手。2）换产很慢。3）换产时，若更换专用夹具，更换后需重新找正、调试夹具，费时费力。4）换产时，若更换涨套，由于涨套厚度的变化，手动无法夹紧，导致撞刀。效率低下，无形中需要增加人员和设备，增加了成本。

针对此状况，急需采用液压夹具，减轻劳动强度，提高生产效率，降低成本，从而满足生产线的需要。

2 方案设想及确定

1）采用液压底座，定位夹紧采用成熟的涨套芯轴夹具，对于孔径尺寸不同的零件可直接更换涨套，克服原来手动夹紧时，因涨套尺寸变化较大而无法夹紧的

问题。

2）通用性强，因一般零件在加工中心加工时，前一道工序一般为车工序，故加工中心工序可利用原有车夹具，要求将车夹具装到液压底座上即可加工，提高夹具的通用性，减少夹具品种，缩短换产时间。

3）低成本，采用国产件，不需委托专业厂家设计制作，节省设计费用，可大幅度降低成本。

基于以上设想，理论上就能够实现液压夹具的功能。为降低制造成本，设计时考虑采用标准液压元器件，直接采购国内厂家成熟产品。对于本身不配备液压工作站的设备，液压工作站由夹具承制厂家选用。

控制和操作方法：1）液压工作站和机床电源串联，达到机床启动，液压工作站启动的目的。2）如图1所示（同时加工三件），为防止几个液压缸同时夹紧松开引起的误动作，每个液压缸前面带各自的换向阀。3）为增加液压部分的通用性，决定设计一过渡连接盘，装在所选油缸上，可以直接使现有车夹具。这样，不仅使一套夹具能够更换涨套，而且可随时更换其他的车夹具，既增加了互换性，又有效的利用了现有夹具，极大地降低了成本。

3 夹具的工作原理及安装、实践

工作时，将工件11装在车夹具上，扳动操作装置12，通过换向阀，液压管路内的液压油进入上油腔4，推动活塞3向下运动，而拉杆8又通过接头6与活塞3连接在一起，从而活塞3的下移带动拉杆8向下运动，拉杆向下的作用力作用在涨套10上，这样，涨套10沿着车夹具的本体向锥面大的一端移动，从而实现将工件涨紧，实现定位夹紧功能；当对工件完成加工后，扳动操作装置12，通过换向阀，管路内的液压油进入下油腔1，推动活塞3向上运动，带动拉杆8跟着向上运动，涨套10上的力得以解除，工件得以松开，将工件取下却可。

图3为该液压夹具的三维效果图，安装时，将夹具底座放置在工作台上，连接好液压管路，将夹具底座固定，把螺堵5拧到与油缸2相边的接头6上，安装连接盘7，然后将车夹具装在连接盘上，用专用六方扳手反复调整螺堵5，直到装上拉杆8后，拉杆在自由状态时，其端面距离涨套约1mm时为止，夹具安装结束。

以一台立加和一套车夹具做实验，验证，改进，再实验，再验证，然后定型。改进前后的夹具对比如图4、图5所示。

此解决方案取得了极大的成功，达到了预期的效果，操作方便、省力，节约了大量外购液压夹具的费用及人力成本。

4 经济效益

1）每套液压夹具只需1万元，价格便宜，安装方便。

2）由于采用自动夹紧与松开，所以大大减少了装卸时间。

3）可实现一人多机，直接减少人工成本。

4）可实现快速换产。

5 可实现全面推广

结合我公司实际情况，此方案可实现全面推广。

1）所有以孔定位的采用涨套夹紧的零件都可使用此液压夹具。

2）原来设计好的车夹具可直接与液压底座配用，不需再设计专用夹具。

3）带有液压工作站的机床均可采用此液压夹具。

6 结论

此类型液压夹具的设计，在我公司还是第一次，没有先例可循，技术难度比较大，我们也是边思考、边讨论、边设计，最终才取得了成功，为以后此类型液压夹具的应用及设计奠定了坚实的基础，是一次技术上的创新，具有很强的挑战性。