在生產(chǎn)中，如何盡可能的獲取設(shè)備最大性能，提高利用率已經(jīng)成為越來越重要的需求。下面的例子中，某葉片原本需要4套工裝才能完成的線切割工序，通過設(shè)計(jì)快換結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了加工與裝夾同步進(jìn)行。

PART 01 設(shè)計(jì)要求

加工位置有1、2、5和6所指的4處。定位基準(zhǔn)為盆面4所指的3處基準(zhǔn)點(diǎn)，軸向定位為大端葉片3所指的基準(zhǔn)點(diǎn)，壓緊面為背面7所指的壓緊點(diǎn)。

圖1

PART 02 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

方箱的定位基準(zhǔn)與葉片定位基準(zhǔn)統(tǒng)一；保證夾具讓開毛料飛邊的問題；保證多個方箱相對于裝配夾具位置不變；保證方箱定位后的葉片中心線位置不變。

圖2 整體夾具結(jié)構(gòu)圖

1．底座 2．方箱

PART 03 解決方案

整個工裝夾具分為方箱定位的加工機(jī)構(gòu)和定位方箱的裝配機(jī)構(gòu)兩部分。采用底座上槽面與一個擋塊實(shí)現(xiàn)精密定位；通過4個定位壓緊螺釘壓緊葉身型面；夾具定位塊與方箱擋塊的精密定位距離來實(shí)現(xiàn)方箱與工件基準(zhǔn)統(tǒng)一；夾具2處定位工件的定位座給出2個槽和倒角讓開毛料飛邊。

圖3 方箱定位機(jī)構(gòu)與防錯孔

PART 04 設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

方箱定位的加工機(jī)構(gòu)：方箱定位由3個定位壓緊螺釘對葉片盆面的3個基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行定位，在方箱的底部有一個防錯孔，壓緊由1個壓緊螺釘對葉片背面進(jìn)行壓緊。

圖4 方箱裝配機(jī)構(gòu)

1、3．壓緊螺釘 2、4、6、7．定位面 5．定位銷

定位方箱的裝配機(jī)構(gòu)：為了實(shí)現(xiàn)離線安裝找正工件，采用裝配機(jī)構(gòu)安裝方箱，葉片不僅與方箱定位，也與裝配機(jī)構(gòu)定位，從而保證加工位置正確性。裝配整體機(jī)構(gòu)包括定位壓緊工件結(jié)構(gòu)、定位方箱結(jié)構(gòu)、壓緊方箱結(jié)構(gòu)。

圖5 定位壓緊工件機(jī)構(gòu)

PART 05 夾具工作原理

（1）先將方箱套在葉片上，再將方箱及葉片一同放在裝配機(jī)構(gòu)上，然后將葉片背面的兩個定位基準(zhǔn)面靠緊在兩個定位面上，并將葉片大端端面靠緊在圖4中定位銷上，然后進(jìn)行方箱機(jī)構(gòu)的定位壓緊。

圖6 定位方箱機(jī)構(gòu)

（2）松開壓緊可以將帶有工件的方箱從裝配機(jī)構(gòu)上拿下來，完成方箱定位的加工機(jī)構(gòu)操作。

圖7 方箱與葉片分散機(jī)構(gòu)

（3）將圖7中的定位面2放在線切割設(shè)備上，找正方箱上表面橫縱方向，然后壓緊，進(jìn)行線切割加工，詳細(xì)的裝配關(guān)系如圖8所示。

圖8 工裝工作過程

（4）在進(jìn)行線切割加工的同時，工人可以安裝其它的葉片在另外3個方箱上，步驟同此節(jié)的1、2內(nèi)容。加工完1個葉片后，只需要將裝夾好葉片的方箱放在機(jī)床上加工即可。這樣就實(shí)現(xiàn)了在加工1個葉片的同時，離線安裝找正其他葉片，節(jié)省準(zhǔn)備時間。

上述夾具經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用后，由于省去了3個夾具，加工效率和設(shè)備利用率均提高了2倍。首次實(shí)現(xiàn)加工與裝配工件同步進(jìn)行，一個方箱安裝的工件在加工時，其他的方箱可離開加工設(shè)備安裝找正工件，節(jié)省拆裝夾具及拆裝工件的時間，是設(shè)計(jì)精密定位快換工裝的一種新思路。