胡木林

摘要：針對高精度、易變形的鋁擠型散熱片完成多個(gè)部位的局部加工，設(shè)計(jì)出快捷、操作簡便、保證加工質(zhì)量的專用型夾具，方便零件能夠大批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)謀取較大的盈利。

關(guān)鍵詞：鋁擠型散熱片；夾具設(shè)汁；高效裝卸；氣動(dòng)裝夾

中圖分類號(hào)：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487 （2018） 01-0038-02

0 引言

鋁擠型散熱片[1]由于其熱傳導(dǎo)能力強(qiáng)、密度小、價(jià)格便宜，所以得到了各大廠商的青睞，普遍裝載在電腦CPU、易發(fā)熱電子元件的散熱裝置上，用途廣泛。但散熱片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要是由很多薄壁片組成，因此在加工時(shí)易產(chǎn)生變形、彎曲現(xiàn)象，特別是在裝夾時(shí)，稍微力度掌握不好，以及夾具的設(shè)計(jì)不對，就會(huì)變形或留下壓痕，因此對于散熱片的加工，在夾具的設(shè)計(jì)上顯得尤為重要。針對這個(gè)問題，本文以圖l散熱片的第3工序 正面避位的加工為例進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)[2]。

1 工藝分析

零件圖分析：此散熱片在購買時(shí)外形尺寸是為213.5 mm×117.5 mm，因此需要進(jìn)行3個(gè)工序的完成后才能銑削正面避位，前面3個(gè)工序分別是裁剖，銑裁切邊，背面鉆孔，工序3的工序圖如圖2所示。前3個(gè)工序的完成較為簡單，因此不做詳細(xì)介紹，本文詳細(xì)介紹第4工序的夾具設(shè)計(jì)。

從工序3到工序4的圖紙對比可以看出，工序4圖紙中標(biāo)注粗實(shí)線部位為本工序所加工的部位。從散熱片工序4圖紙的結(jié)構(gòu)可以分析出，要完成這些加工部位會(huì)存在以下2個(gè)問題。

第一，從圖紙中外形可以看出，散熱片是長方形體，一般會(huì)采用平口虎鉗裝夾；若是用平口鉗裝夾則會(huì)存在夾緊力不好掌握，夾緊力大了散熱片會(huì)產(chǎn)生變形、留下壓痕；夾緊力過小則會(huì)裝夾不穩(wěn)，加工時(shí)工件會(huì)產(chǎn)生位移，加工精度無法保證的同時(shí)裝夾速度慢。

第二，對于散熱片，每片都是薄壁零件，因此在加工時(shí)，切削用量不好掌握，切削深度和進(jìn)給速度過大，散熱片則會(huì)產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象；切削深度和進(jìn)給量過于小，則會(huì)影響加工效率，這對企業(yè)來講是屬于非常致命的一點(diǎn)。

通過對工序4的圖紙分析，對于加工部位的外觀和變形有較嚴(yán)格的要求，但對于尺寸精度則要求較低。

2 夾具設(shè)計(jì)

根據(jù)鋁擠型散熱片工序4的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及上面的分析，特意設(shè)計(jì)專用夾具來解決上面的問題，夾具設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.1定位元件設(shè)計(jì)

從工序3完成結(jié)果可以看出，底面的孔已經(jīng)完成，根據(jù)這一點(diǎn)和零件的外形結(jié)構(gòu)，這里的定位元件選擇長方體毛坯，然后進(jìn)行加工，根據(jù)反面孔的位置和直徑，銑出對應(yīng)的6個(gè)定位圓柱，雖然屬于重復(fù)定位，但為了保證剛度，所以需要重復(fù)定位（孔位置和加工部位重合，因此孔的深度較少）。同時(shí)加快裝夾定位，根據(jù)工件的寬度，在定位板上特意設(shè)計(jì)出4個(gè)行程限位凸臺(tái)，以起導(dǎo)向定位作用。設(shè)計(jì)圖結(jié)果如圖3的定位板。

2.2夾緊裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)上面的工序分析，為解決夾緊力存在的問題，本夾具的方法是夾緊力源采用氣壓夾緊，因?yàn)闅鈮簥A緊的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度高，同時(shí)夾緊力可以調(diào)到合適的大小。為保證夾緊時(shí)不會(huì)散熱片不會(huì)產(chǎn)生變形，盡量提高夾緊接觸面積，本夾具采用平板上壓式進(jìn)行壓緊，以平面的形式和散熱片頂面進(jìn)行全面接觸壓緊；為防止壓傷工件，特意在壓緊板的下面沾上防壓傷膠墊。針對以上的分析和產(chǎn)品的特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)品加工位置，本夾具首先在定位板底面設(shè)計(jì)出放置四個(gè)氣缸相應(yīng)位置，然后根據(jù)氣缸的位置在定位板和壓緊板銑出對應(yīng)的孔位，再根據(jù)工序四的加工部位，在壓緊板上銑出避空位，壓緊板的設(shè)計(jì)結(jié)果和氣缸的放置如圖3所示。壓緊裝置實(shí)物和氣缸連接圖原理如圖4、圖5所示。

2.3夾具體設(shè)計(jì)

夾具體是連接機(jī)床的本體元件，同時(shí)起著支撐定位元件的作用：根據(jù)夾具的設(shè)計(jì)要便于拆卸、通用性的原則，本夾具的夾具體采用較為簡單的長方體底板，底板兩邊設(shè)計(jì)兩塊支撐板連接定位板，4個(gè)氣缸根據(jù)對應(yīng)位置放置在底板上，最后用壓板壓緊在機(jī)床的工作臺(tái)上，結(jié)果如圖3所示。

2.4輔助元件設(shè)計(jì)

為了保證壓緊板[3]多次壓緊都能夠同一位置，不會(huì)變動(dòng)，本夾體特意在定位板上設(shè)計(jì)出輔助定位桿，在壓緊板設(shè)計(jì)出對應(yīng)的槽位置。

在加工前調(diào)整好壓力，氣缸的控制連接如圖2、圖3所示，圖3狀態(tài)為氣缸伸縮桿伸出狀態(tài)，可進(jìn)行工件的裝夾。裝夾完畢后撥動(dòng)手柄，氣壓閥換位，氣缸伸縮桿縮回，夾緊工件，如圖2所示。

3 夾具的使用

當(dāng)夾具按圖4所示裝配好后，需要通過實(shí)物裝夾調(diào)整氣缸伸縮桿行程[4]及其壓釘?shù)牡雀叨?，定位板上的所有凸臺(tái)、定位圓柱是在裝配后進(jìn)行配做。檢查無誤后，把工件按照6個(gè)圓柱凸臺(tái)進(jìn)行定位放置，再把夾緊件按圖6所示位置放入氣缸伸縮桿的臺(tái)階位，推動(dòng)壓緊板到圖7所示位置，撥動(dòng)氣壓閥的撥桿[5]，氣缸伸縮桿回縮達(dá)到夾緊工件的目的。工件完成后按相反步驟拿出壓緊板，如圖8所示，最后取出完成加工的工件。

4 結(jié)束語

此夾具的設(shè)計(jì)遵循簡單化、定位準(zhǔn)確、拆裝容易、便于品種更換的設(shè)計(jì)原則[6]，保證零件在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生變形，不壓傷、質(zhì)量得到保證。同時(shí)，此夾具的設(shè)計(jì)和原理可作為眾多易變形零件的參考，也希望得到更多工程師們的指點(diǎn)，達(dá)到共同進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 李佳.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2] 鐘康民.套管件的數(shù)控加工工藝與夾具設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[3] 李存霞，姬瑞海，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012

[4] 宋寶玉.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[5]李超.氣動(dòng)夾具的使用經(jīng)驗(yàn)介紹[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2005

[6] 張偉.三種偏心夾緊流體傳動(dòng)夾具的對比[J].機(jī)械制造，2005 （8）：30-32