夹具液压锁紧辅助支撑设计

2018-03-06拜康力陈宇飞

汽车实用技术 2018年3期

拜康力，陈宇飞

（陕西汉德车桥有限公司，陕西西安 710200）

引言

设计机床专用夹具过程中，经常会出现仅依靠固定支承板不能确保定位的精度要求和稳定性、切削力大到足以影响加工精度、工件刚性差及切削过程产生振动等情况。辅助支撑能够用于增加定位稳定性，也可以用于增加工件的支承刚性或承受切削力，防止加工时受刀具切削力而变形，避免加工是发生振动，从而影响加工精度，因此在批量生产的各阶段，尤其在粗加工和精加工阶段得到广泛运用。辅助支撑是在工件完全定位后才与工件接触，锁紧后的辅助支撑对工件产生如同固定垫块一样的支撑作用，向活塞运动的反方向对任何压紧力或切削力提供反作用力，在不影响三点平面定位的情况下提供额外支撑点。液压锁紧辅助支撑常运用在液压夹具中，其动作迅速、辅助时间短、支撑可靠。

设计时应注意以下几点：

（1）支撑力须大于1.5倍以上的切削负荷；

（2）如果支撑柱塞杆上升速度过快，在支撑柱塞杆接触工件时会产生反弹并在弹回的位置被抱紧，在支撑柱塞杆与工件之间产生间隙或形成冲击，从而导致结构失效。应使用带单向阀的流量调整阀（进油节流），将支撑柱塞杆动作时间调整至0.5～1秒左右。

下面介绍四种常见的液压锁紧辅助支撑结构。

1 实例1

这种结构中的压力油的压力可按下式确定：

式中：

p为压力油压强；

k为系数，取2～5，精加工时取小值，粗加工时取大值；

W 为支撑所受的轴向力，须大于1.5倍以上的切削负荷；

r 为夹紧套半径；

l 为夹紧套长度；

μ 为夹紧套与支撑柱塞杆的摩擦系数。

图1

其工作原理是：当工件定位、夹紧后经系统控制从油道通入压力油，使活塞缩回，在连接臂、升起弹簧的共同作用力下，支撑柱塞杆上升，接触到工件。接触后活塞仍然到行程终端为止上升，升起弹簧力的负荷施加到工件上。而后从另一油道通入压力油，使得薄壁夹紧套锁紧支撑柱塞杆。加工结束后，给薄壁夹紧套侧泄压，取下工件，支撑柱塞杆通过连接臂在活塞伸出作用下回位。此结构中，支撑力的大小与薄壁夹紧套侧的油压、薄壁夹紧套尺寸、变形量等有关。所以支撑是否有效可靠，薄壁夹紧套的选择尤为重要。

2 实例2

图2

其与结构1不同的最大的不同是，将薄壁套改为标准的工件支撑器（如Pascal CST*中：*代表规格大小、代表中空型），根据工件支撑力的大小选择合适的工件支撑器规格。工作原理与结构1基本类似：当工件定位、夹紧后经系统控制从油道通入压力油，方型油缸中的活塞缩回，在连接臂、升起弹簧的共同作用力下，支撑柱塞杆上升接触到工件，接触后方型油缸中的活塞继续缩回，到行程终端为止，升起弹簧力的负荷施加到工件上，而后从另一油道通入压力油，使得工件支撑器中锥体活塞被下压，钢球推动锥形套对滑柱强力锁紧。加工结束后，先对工件支撑器泄压，取下工件，支撑柱塞杆通过连接臂和方型油缸活塞向下回位。

3 实例3

图3

该结构利用标准的刀具辅件卡簧对工件进行锁紧，与结构1、2不同的支撑柱塞杆一直处于升起状态，具体工作原理：工件下降，接触到在升起弹簧力作用下上升的帽盖，并且工件在自重的作用下到支撑面为止，下压支撑柱塞杆，升起弹簧力的负荷施加到工件上，经系统控制从油道通入压力油，活塞上升，卡簧对支撑柱塞杆强力锁紧。加工结束后，先对活塞中的压力油泄压，在回位弹簧的作用下，活塞向下缩回，锁紧力消失，卸下工件，在升起弹簧的作用下，支撑柱塞杆升起。

4 实例4

图4

该结构利用楔体进行锁紧，锁紧可靠，具体工作原理：当工件定位、夹紧后经系统控制从油道通入压力油，活塞杆2上升，在升起弹簧力的作用下支撑柱塞杆上升，接触到工件。接触后活塞杆2仍然到行程终端为止上升，升起弹簧力的负荷施加到工件上。活塞杆2行程结束后，经系统控制从另一油道通入压力油，活塞杆1推动楔体，使得楔体斜面与支撑柱塞杆斜面接触，形成锁紧。加工结束后，先对活塞杆1的压力油泄压，楔体与支撑柱塞杆脱离，再对活塞杆2的压力油泄压，卸下工件。