24、液压加工夹具设计分析与机器人运动学模拟

液压加工夹具设计分析与机器人运动学模拟

1. 液压加工夹具设计与分析

1.1 引言

在制造业中，夹具和治具是特殊的生产工具，能让标准机床更适应不同的加工操作。它们是实现零部件批量生产的经济方式。夹具用于在加工过程中定位、夹紧和支撑零部件，而治具不仅能夹紧零部件，还能在操作过程中引导刀具。

设计夹具时，主要考虑因素包括夹紧力、切削力、加工力和夹紧概念。液压夹紧夹具相较于手动夹紧夹具有诸多优势，如提高生产率、保证夹紧力一致、定位可重复、消除人为误差、操作快速、符合人体工程学、提高零件稳定性、增加灵活性以及能精确施加夹紧载荷等。

1.2 问题定义

本次设计的对象是用于顶锤钻头（即潜孔钻头）的夹具。潜孔钻头常用于矿山长孔钻探、地下水开采等领域。设计该夹具的主要目的是提高加工精度、减少加工时间、降低装卸时间，同时减少劳动力成本、设置次数和前置时间。

该夹具是为Mazak Variaxis 500垂直加工中心设计的，可在一次装夹中完成潜孔钻头上不同位置的钻孔操作。潜孔钻头的相关参数如下表所示：
| Component name | Drill bit of top hammer |
| — | — |
| Component material | En 36c (Forged steel) |
| Input condition | Forged Part |
| Density | 8100 kg/mm³ |
| Hardness | 38 - 42 HRc |
| Operation | Drilling three types of holes of