面闆類零件因其質量較輕、強度高等優勢，被廣泛應用于各行各業。但是其屬于典型加工困難的一類零件，主要原因是其厚度較薄，厚度一般為2～3mm左右。在切削力的作用下，面闆類零件各處受力不均勻而導緻變形，進而影響加工精度及表面質量。在經過對面闆類零件夾具結構進行研究後，終于得出了較優的解決方案。

面闆零件外形尺寸為410mm、250mm、2.5mm，屬于薄闆零件。不易用通用夾具裝夾，且加工後變形量大。

1.夾緊方式種類分析

此面闆零件究竟采用什麼樣的夾緊方式尤為重要，對加工精度有很大的影響究竟尤其重要。夾具夾具方式種類較多，有以下方案。

1)斜楔夾緊

工件裝入夾具中後，用錘子擊打斜楔的大頭，楔緊的斜面使工件夾緊，保證工件不會因切削力的作用和振動退出。夾緊機構結構簡單、增力比大、自鎖性能好，但操作費力。實際生産中應用不多，多數情況下将斜楔與其他機構聯合起來使用。

2)螺旋夾緊

采用螺旋直接夾緊或采用螺旋與其他元件組合實現夾緊的機構稱為螺旋夾緊機構。結構簡單緊湊、通用性和自鎖性好、增力比大、夾緊力和夾緊行程大。夾緊、松開動作慢，在高效夾具中應用較少。

螺旋夾緊結構可分為虎鉗式夾緊結構和壓闆式壓緊結構。其中螺旋虎鉗式夾緊結構具有制作簡單、操作方便、自鎖性好、夾緊力大的優點，但是運用螺旋夾緊虎鉗式夾緊結構加工的零件平面度達不到設計要求，會造成面闆零件報廢;壓闆式壓緊結構制作簡單，但是操作繁瑣，夾緊力小，效率低，運用螺旋壓闆式夾緊結構加工面闆零件時間長，零件尺寸達不到設計要求。

3)電磁夾緊

利用電磁的吸力吸緊元件，不過電磁吸附鋁合金材料是一個問題。面闆零件屬于鋁合金材料，鋁合金導磁性非常差，電磁吸盤無法吸附鋁合金材料。

4)真空夾緊

工件與夾具體形成密封腔，密封腔産生真空度，在大氣壓力的作用下壓緊工件。夾緊力的大小适當保證了工件在加工過程中位置穩定、振動小，使工件不産生過大的夾緊變形。真空夾緊具有吸附面積大，變形量小，可以達到設計要求的平面度公差，操作方便。

通過對不同夾緊方式進行試驗對比分析後，真空夾緊方式能夠較好地保證面闆零件的加工質量。因此，我們選擇真空夾緊的方式對面闆零件進行加工。

1.真空動力來源選擇分析

真空動力來源一般分為兩種：真空泵和真空發生器。其中真空泵産生真空的工作原理如圖所示。真空泵自行産生真空，具有真空度穩定的優點，但是其價格昂貴，制作組裝麻煩，不易維修。考慮到該設備安裝配件多、車間不易放置、操作性不強，不打算采用。

▲真空泵産生真空的工作原理

1.電機 2.真空泵 3.真空罐 4.空氣濾清器

5.操縱閥 6.真空夾具 7.真空表 8.緊急斷路器

真空發生器工作原理如下所示，利用噴管高速噴射壓縮空氣,在噴管出口形成射流,并産生卷吸流動。在卷吸作用下,噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走,吸附腔内的壓力會降至大氣壓以下,形成一定的真空度。此方法具有真空度高、産生真空快、運動部件少、振動小、安裝方便、維修簡單、控制方便等優點，但是需要有穩定的氣源。考慮到工作性能可以滿足生産需求，價格更具有優勢性，占地面積小，車間容易放置，可采用該種設備作為真空動力來源。

▲真空發生器的工作原理

2.夾具體材料選擇分析

1)不鏽鋼材料分析

選擇1Cr18Ni9Ti不鏽鋼，并進行分析;不鏽鋼1Cr18Ni9Ti價格46元/Kg;夾具體毛坯材料：長×寬×高=520mm×520mm×165mm，不鏽鋼質量為350.2Kg，價格為16100元。

優點：能從根本上解決問題;不生鏽，外部光滑。

缺點：屬于難加工材料，制作難度大，需加工中心和磨床技術員協助，材料費昂貴。

分析結論：造價高、制作難度大。

2)鋁合金材料分析

選擇2A12T4鋁合金材料，并進行分析;2A12T4鋁合金價格35元/Kg;夾具體毛坯材料：長×寬×高=520mm×520mm×165mm，鋁合金質量為57.5Kg，價格為2012元。

優點：能從根本上解決問題;不生鏽，外部光滑;屬于易切削材料，銑削性能好。

缺點：硬度低，使用過程中容易碰傷;不能用磨床加工，夾具體表面平面度不易保證。

分析結論：價格合理、夾具體表面平面度不易加工。

3)45#鋼材料分析。

選擇45#材料，并進行分析;45#價格25元/Kg;夾具體毛坯材料：長×寬×高=520mm×520mm×165mm，45#質量為320Kg，價格為8000元。

優點：能從根本上解決問題;熱處理後不生鏽，外部光滑;屬于易切削材料，銑削性能好。

缺點：硬度低，使用過程中容易碰傷;需加工中心和磨床技術員協助，需增加熱處理工序。

分析結論：價格合理、可以滿足夾具體使用需求。

通過對真空夾具體的不同材料進行對比分析後，45#鋼在價格、加工以及使用性能上更具有優勢。

真空夾具體結構方案為上表面為格子狀和懸空狀兩種，通過對真空夾具體的兩種結構進行對比分析，上表面為格子狀的夾具體更為适合我們在實際生産中的需求，為此确定夾具體結構為上表面格子狀。

真空夾緊夾具安裝、調試完成以後，對面闆零件進行了試加工。如下圖所示，單件加工時間為62分鐘。加工完成後的面闆零件幾何尺寸和形位公差均滿足設計圖紙要求。

在上述規程中，面闆類零件的加工難題經過多步分析，明确了夾具的設計方案為真空夾具，并且完善了真空發生器的選擇思路、使用過程操作要求及注意事項等。

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