汽车实木扶手正面加工专用加工中心夹具设计分析


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随着制造业的高速发展,应用专用加工中心进行批量生产成为工业产品加工的重要方式之一,与之相匹配的加工中心夹具也在不断发展变化11 ^夹具机构是加工中心必不可缺的组成部分,其设计直接影响到加工中心的加工精度、生产效率、安全性以及产品的质量和成本|21。对于专用加工中心来讲,夹具的设计尤为重要,专用加工中心上的夹具是专为零件的某一工序的加工而设计和制造,注重零件的形状、尺寸和特点,具有针对性强、结构紧凑、适合大批量生产等特点|'2丨世纪初,国内外在夹具设计方面研究了应用遗传算法和有限元方法优化夹具布局和夹紧力等,虽然目前的夹具设计均实现了虚拟装配,但仍无法对夹具机构进行定位精度、夹紧稳定性、工件变形等性能进行估算评价|41。因此,夹具机构的有限元分析和运动学仿真对于夹具机构的设计具有重要意义。笔者设计的夹具机构是汽车实木扶手正面加工专用加工中心的夹紧机构,用于定位夹紧汽车实木扶手工件,便于加工中心刀具对汽车实木扶手工件的上表面进行加工,该研究能够促进汽车实木扶手批量化生产的实现,降低汽车实木扶手的造价,提高生产效率。

1夹具机构的设计与工作原理

1.1夹具机构设计的基本原则

1)保证工件的定位准确。加丁前,确保丁件相对于加工中心和刀具的位置准确,减少误差;加工过程中,确保工件在切削力等外力的作用下,不发生位置变化[5】

2) 减少工件产生的形变和表面损伤。木材相对于金属、合成材料等硬度较低,易产生形变或造成损伤,夹具的设计应确保工件在装夹过程中不受到损坏,影响表面质量。

3) 具有足够的稳定性和可靠性。夹具应该具有一定的强度和刚度,保证工件在加工过程中的安全性。

4) 具有良好的结构工艺性。夹具的设计应尽量结构简单,方便装夹和除尘,便于维护和修理,并降低制造成本[*丨。

1.2汽车实木扶手工件的定位

为方便区分汽车实木扶手的各表面,定义扶手与手臂接触的曲面为汽车实木扶手的正面,与正面相对的面为反面。笔者设计的夹具应用于汽车实木扶手正面加工专用加工中心,该加工中心是汽车实木扶手生产线上的其中一台加工中心,在汽车实木扶手工件进入该加工中心加工前,已经完成了对工件反面的加工,因此将工件反面作为夹具装夹的定位基准面。汽车实木扶手实物如图1所示,工件正面如图2所示。

 

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结束语:

1 )针对汽车实木扶手正面加工工艺,设计了汽车实木扶手正面加T.专用加工中心夹具机构的结构,并对夹具机构在加丁.过程中所受的切削力和夹紧力进行计算=

2 )对夹具机构进行有限元静力学分析,得到夹具机构在工作过程中的应力云图和位移云图,并且最大等效应力和最大位移量均在材料的允许范围之内,说明夹具机构的强度和刚度均能满足要求,同时也为夹具机构结构设计的改进提供依据。

 

3 )对夹具机构的丁作状态进行动力学分析,表明夹具机构在夹紧过程中不会发生卡死现象,能够满足作要求,此方案合理。

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