快换夹具在盘环件加工中的应用

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目前，市场上常见的快换夹具接口品牌主要有瑞士EROWA，EROWA拥有依诺瓦卡盘定位系统、MTS托板零点定位系统;3R拥有卡盘定位片系统、定位销、零点定位系统、瑞士VB威博零点定位系统; HSK;美国JERGENS，球锁定位销系统;德国雄克(SCHUNK)零点定位系统;AMF零点定位系统、HAINBUCH，瀚柏格定位销系统等。

现代制造业越来越向小批量多品种，甚至是单件生产倾斜,并且要求交货周期越来越短。为了生产更多品种、更多规格的产品，制造商不得不根据每种产品的情况来制造专门的夹具并安装到机床上，而每更换一种产品就得更换一种夹具，无疑是增加了加工时间，导致了生产率直线下降。为提高小批量工装调试的效率，快换夹具应运而生。在本文中将为大家介绍常用快换夹具的接口品种和选用原则，重点介绍零点定位系统的特点及其在盘环类零件机加工中的应用案例。

常见快换夹具接口种类及选用原则

快换夹具的接口按形状分主要有片状，企业有EROWA、3R定位片;柱状，涉及产品的企业有VB、JERGENS球锁、HAINBUCH、德国雄克(SCHUNK)，AMF;短圆锥，涉及产品的企业有HSK、EROWA的MTS托板系统及3R、AMF、SCHUNK零点定位;异形，涉及产品的企业有3R的齿形等。

快换夹具的接口从原理上分主要有微变形型，涉及产品的企业有EROWA、3R的片状;精密配合型涉及产品的企业有VB、德国雄克(SCHUNK)、AMF的柱状;过盈配合型，涉及产品的企业有JERGENS球锁、HAINBUCH的柱状;过定位型，涉及产品的企业有HSK的锥面组合等。

快换夹具接口选用原则最主要的是基准重合的原则，对产品加工精度高，切削力大的大型零件可选3R、 EROWA、AMF等零点定位系统，重复定位精度在0.002～0.005之间，其工装成本高;对加工精度高，切削力轻(磨削、电加工等)的小型零件可选EROWA卡盘定位片系统，重复定位精度在0.005之内，其工装成本较高;精度高的中小形零件可选用HAINBUCH定位销系统，重复定位精度在0.003之内，其工装成本较高;对精度适中的大中小形零件可选用JERGENS球锁定位销系统，重复定位精度在±0.013之内，其工装成本较低。

零点定位系统

零点定位系统，是一个独特的定位和锁紧装置，能保持工件从一个工位到另一个工位，一个工序到另一个工序，或一台机床到另一台机床，零点始终保持不变。

EROWA的MTS零点定位系统全称为MTS零点工件夹持系统，该系统是一种模块化开放的定位夹持系统，可由单MTS卡盘组成单个托板化或多个MTS卡盘组成托板化。其安装时间少，使停机时间降至最低限度，在机床工作的同时工件能在机外做好找正装卡准备，重设夹持设备最少只需几秒钟，可手动或自动化操作。拥有定位夹持快速预览功能，有自动清洁功能，能安全和精确地定位大型工件。

无论是标准的还是特殊的配置，MTS卡盘系统能适用任何一台机床，也可按需求量身定制、配合机器人装载系统可实现自动化从而提升产能。短圆锥中心定位使工件托板能精确定位，定位和补偿拉钉及夹紧拉钉在大拉力下在其弹性极限内产生变形，这力使托板定位支靠在Z支撑上，实现无间隙、坚固和抗震动的中心定位，重复定位精度<0.005 mm，采用气动液压夹紧，实现夹紧力高达18 000 N，打开夹紧装置仅需7～8.5 bar(1 bar=0.1 MPa)。

MTS零点定位系统主要由卡盘、工装托板、定位拉钉、补偿拉钉、夹紧拉钉、基础板等组成。最简易的MTS零点定位系统可由两个卡盘、定位拉钉、补偿拉钉、工装和设备工作台组成，将卡盘安装在机床工作台上，定位拉钉和补偿拉钉直接装在工装上就可组成零点定位系统。

对于大型工件使用的MTS零点定位系统，可根据工件及设备具体情况任意组合，工装托板和基础板可以是圆形或方形，卡盘数量根据基础板大小来确定，除必须有定位拉钉和补偿拉钉来确定工装托板的位置外，其余卡盘处选夹紧拉钉，采用气动和液压操作，可实现自动锁紧和解锁。

零点定位在盘环件夹具中的应用

发动机中各种盘、环类零件较多，有涡轮盘、整体叶盘、压气机盘、封严盘、封严环等，其共性特征是为圆环形，盘类零件外沿上为叶片或榫槽，中间为定位安装孔，孔与盘沿之间为带型面的辐板，型孔或有安装孔，封严环和封严盘类零件还有密封齿槽等。

以高压涡轮盘为例，其主要的工艺路线为：毛料—粗车前后探伤端面—探伤—粗车前后端—粗车内型—车前后端基准—磨前后端基准—半精车前后端—精车前后端—拉削榫槽—铣前后端面型孔及槽—磨前后端基准—无损检测—特殊工艺—终检—入库。从以上工艺路线可看出，在盘环类零件加工中，车铣镗工序占大多数，所用设备为数控车床和各种加工中心。

盘环类零件在加工中使用的设备主要为各型数控车床和加工中心，零件的准确定位和夹具在设备上的正确安装所需辅助时间较长，造成设备停机等待，在加工盘环类零件的夹具中采用MTS零点定位系统，配合机外定位找正装置，可克服此弊端。

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