[科普中国]-夹具托盘

夹具托盘指的是数控机床自动加工线上夹取和装有物料的部分。

缸体加工中心夹具托盘现状发动机工厂的缸体数控加工中心的夹具一般分为上料夹具和工装夹具两大类，由于加工工艺要求、缸体类型与设备类型不同，每个工位的上料夹具之间、工装夹具之间也不尽相同。根据加工工艺划分，主要可以将加工中心的夹具划分为粗加工夹具、半精加工夹具和精加工夹具几种类型。

工作过程改造前主要依靠半圆销的升降对工件进行定位，半圆销卡住工件后，随托盘移动，带动工件在上料位置与工装夹具之间运动。在准备加工工件时，工装夹具上的托盘升起，并移动到上料夹具处，右边导向条与上料导向条连接。当工件推入上料位置时，半圆销驱动油缸缩回，半圆销靠弹簧力顶起，卡住曲轴孔半圆。整个托盘缩回，依靠半圆销的牵引力，将工件拉到工装夹具上。托盘降下，工件上的两个定位孔分别落到定位圆销和定位菱形销内，夹具顶部的油缸向下夹紧，工件开始加工。加工结束后，夹具顶部的油缸向上松开，托盘升起，将工件抬起，整个托盘伸出，依靠半圆销的牵引力，将工件推到上料位置。半圆销驱动油缸伸出，半圆销下降，脱离工件曲轴孔半圆，完成对工件的一次加工。1

故障分析由于机床设计的缺陷，机床上料进给装置运行很不稳定，频繁出现机械故障，主要表现为工件频繁夹歪、工件松开过程中多次出现撞击故障，严重影响到了整线的生产和缸体加工质量，成为缸体线的瓶颈工位。每次故障停机维修调整时间至少0.5 h，严重影响了生产效率。因此迫切需要对上料进给装置进行改造，提高设备运行的稳定性以及开动率，进一步提高缸体工件加工质量。

工件频繁夹歪的原因主要分为以下四个部分：

（1）工件因素，曲轴孔倒角不均匀，尺寸不合格，半圆销无法完全卡入曲轴孔，致使在牵引工件的过程中产生晃动，严重时会导致工件掉落。

（2）人的操作因素，工件推入上料口时，没有推拉到位。

（3）参数设置不合理，如果上料位置参数设置不合理，半圆销驱动油缸与顶杆存在错位，导致半圆销不动作，工件将无法被送进加工台面。

（4）机械故障，此为工件夹歪的主要原因，通常机械故障的原因很多，在夹具改造前的生产运行中，由于机械故障频繁，上料进给装置不稳定，导致夹具备件损坏频繁。例如托盘背面的2 个限位松脱或掉落，工件在上料口的定位不好；半圆销弹簧力度不够，卡不住工件；托盘升降连接螺母松脱，导致托盘下坠；托盘导向滑块损坏，工件拉到工装夹具时偏移。夹具备件损坏频繁，备件消耗大，维修成本增加。

综上所述，改造前的夹具由于动作复杂，设计不当，根本原因为夹具托盘设计存在缺陷，夹具托盘半圆销无法卡住工件，会产生很多机械异常，因此改造势在必行。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所