我公司在一種工件錐孔加工工藝改進(jìn)時(shí),為了提高錐孔加工工序加工精度及效率,加工設備由原來(lái)的通用機床加工升級為立式加工中心,加工工序由原來(lái)的多工序加工整合到一臺機床來(lái)完成。這樣需要對該工序加工夾具進(jìn)行優(yōu)化設計,針對工件加工特點(diǎn),擬采用一種全新的夾緊定位方式,在保證加工精度和加工效率的同時(shí),綜合考慮品種之間的快換性。
1. 工件的結構特點(diǎn)及工藝分析
圖1
圖1所示產(chǎn)品是一種汽車(chē)轉向節, 屬于異型零件, 錐孔相對于其他部位有位置要求, 本身精度要求較高, 大端尺寸φ(36±0.025)mm,涂色面積不低于75%。其錐孔加工內容包括:①銑錐孔大口端面。②預鉆錐孔底孔。③粗鉸錐孔。④半精鉸錐孔。⑤精鉸錐孔。⑥(數控轉臺翻轉180°)銑錐孔小口端面保證尺寸(50±0.25)mm等6個(gè)工步,加工工藝改進(jìn)前,該加工內容由5臺設備分5個(gè)工序來(lái)進(jìn)行,生產(chǎn)效率較低、人員占用較多,且加工精度穩定性差。為此擬采用加工中心對這5步加工內容一次裝夾加工完成。
2. 夾具設計思路
(1)由于加工設備采用立式加工中心,為了該工序加工的靈活性及自動(dòng)化水平,采用數控轉臺加橋板的方式,夾緊方式采用液壓夾緊。
(2)根據工件的整體尺寸空間按同時(shí)加工兩件來(lái)設計,由于產(chǎn)品分左右,兩件同時(shí)放置可兼顧左右同時(shí)加工,以提高生產(chǎn)效率。
(3)根據工件加工設計基準來(lái)確定定位基準,在夾具設計時(shí)采用一種鎖緊彈套方式來(lái)對a 處基準進(jìn)行定位夾緊,b 處平面基準采用定位盤(pán)方式。
(4)c 處基準采用插拔定位心軸加U形定位槽設計,避免和b 處定位基準產(chǎn)生定位干涉。適當提高工件主銷(xiāo)孔對稱(chēng)度位置精度,盡可能縮小定位心軸與U形定位槽配合間隙,在進(jìn)行角向定位的同時(shí),承受錐孔加工鉆、鉸產(chǎn)生的切削載荷。在加工過(guò)程中工件受到的切削力較大,這種定位方式在保證定位精度的同時(shí),對工件起到較好的支撐夾緊作用,有效防止了工件受力變形和自激振動(dòng),使切削過(guò)程平穩,達到較高的加工精度。
1. 夾具結構及各部件功能介紹
圖2
圖3
圖2、圖3所示為該夾具設計的實(shí)體三維圖和實(shí)體剖視圖,該夾具采用雙工位設計,同時(shí)裝夾兩個(gè)工件,夾緊定位采用液壓拉缸加鎖緊彈套設計,有效避免了轉角油缸壓爪對刀具加工路線(xiàn)產(chǎn)生的干涉。使用中具體安裝如圖4所示,其中U形定位卡槽在制作裝配時(shí)保證與定位心軸配合間隙為+0.05~+0.10mm、對稱(chēng)度≤0.01mm,使該處配合在加工過(guò)程中對工件起到支撐定位作用,為了防止出現過(guò)定位現象,前道工序在加工時(shí),保證工件c 基準與a 基準的對稱(chēng)度≤0.04mm。鎖緊彈套起彈性定位、夾緊元件的作用,材質(zhì)為65Mn,熱處理。
1. 工件 2.插拔式定位心軸 3.U形定位卡槽 4.橋板 5.定位盤(pán) 6.鎖緊彈套 7.液壓拉缸活塞 8.液壓拉缸缸體
圖 4
4. 夾具操作及動(dòng)作流程
工件在放入夾具前,先將定位心軸穿入工件主銷(xiāo)孔中;然后將工件a 定位基準軸頸處放入鎖緊彈套中(由于液壓拉缸在原位處,這時(shí)鎖緊彈套處于回彈張開(kāi)狀態(tài)),定位心軸定位端放入U形定位卡槽內,同時(shí)工件b 基準在自重作用下附緊定位盤(pán);起動(dòng)機床夾具鎖緊按鈕,液壓拉缸動(dòng)作拉緊鎖緊彈套,由于彈套鎖緊時(shí)有自定心作用,對工件加工基準a起到定位夾緊作用,同時(shí)彈套鎖緊時(shí)的軸向運動(dòng),拉動(dòng)工件緊緊貼在定位盤(pán)上,對工件起到定位夾緊作用。
5. 夾具使用及設計時(shí)應注意的問(wèn)題
(1)前工序應當保證c 處定位基準孔的加工精度,確保定位心軸。
( 2 ) 與c 基準孔的配合間隙,此處會(huì )影響工件周向定位精度。
(3)由于鎖緊彈套為開(kāi)口設計, 在彈套上面應增加防塵蓋,防止加工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑落入彈套開(kāi)口中,致使彈套無(wú)法鎖緊,從而降低夾緊力和定位精度。
(4)液壓拉缸活塞直徑尺寸設計應進(jìn)行拉緊力測算,拉緊力過(guò)大會(huì )將工件拉變形,拉緊力過(guò)小在加工過(guò)程中工件會(huì )產(chǎn)生松動(dòng),影響加工精度,嚴重時(shí)會(huì )對刀具產(chǎn)生損壞。
6. 結語(yǔ)
(1)此夾具設計結構簡(jiǎn)潔,夾具制作簡(jiǎn)單,后期維護方便。
(2)定位基準選擇準確,保證了錐孔的位置精度。
(3)夾具夾持力穩定,工件支撐合理,減少了加工過(guò)程中的變形和振動(dòng)。
(4)同類(lèi)工件產(chǎn)品切換快捷,有效避免了轉角油缸壓爪對工件或刀路產(chǎn)生的干涉。自?shī)A具應用于批量工件生產(chǎn)以來(lái),運行較為穩定,此夾具的設計理念對產(chǎn)品其他工序有一定的啟發(fā)作用。
入駐:2024-02-26
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入駐:2024-02-22
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