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數(shù)控銑打機夾具設計原理介紹

來源:友泰機床作者:友泰機床網(wǎng)址:http://www.51clouds.cn 
文章附圖

我公司在一種工件錐孔加工工藝改進時,為了提高錐孔加工工序加工精度及效率,加工設備由原來的通用機床加工升級為立式數(shù)控銑打機,加工工序由原來的多工序加工整合到一臺機床來完成。這樣需要對該工序加工夾具進行優(yōu)化設計,針對工件加工特點,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,綜合考慮品種之間的快換性。

工件的結構特點及工藝分析

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汽車轉向節(jié),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φ36±0.025mm,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(shù)控轉臺翻轉180°)銑錐孔小口端面保證尺寸50±0.25mm等6個工步,加工工藝改進前,該加工內容由5臺設備分5個工序來進行,生產(chǎn)效率較低、人員占用較多,且加工精度穩(wěn)定性差。為此擬采用數(shù)控銑打機對這5步加工內容一次裝夾加工完成。

夾具設計思路分析

(1)由于加工設備采用立式數(shù)控銑打機,為了該工序加工的靈活性及自動化水平故采用數(shù)控轉臺加橋板的方式,夾緊方式采用液壓夾緊。

(2)根據(jù)工件的整體尺寸空間按同時加工兩件來設計,由于產(chǎn)品分左右,兩件同時放置可兼顧左右同時加工,以提高生產(chǎn)效率。

(3)根據(jù)工件加工設計基準來確定定位基準,在夾具設計時采用一種鎖緊彈套方式來對a處基準進行定位夾緊,b處平面基準采用定位盤方式。

(4)c處基準采用插拔定位心軸加U型定位槽設計,避免和b處定位基準產(chǎn)生定位干涉。適當提高工件主銷孔對稱度位置精度,盡可能縮小定位心軸與U型定位槽配合間隙,在進行角向定位的同時,承受錐孔加工鉆、鉸產(chǎn)生的切削載荷。在加工過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,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,使切削過程平穩(wěn),達到較高的加工精度。

3夾具結構及各部件功能介紹

該夾具設計的實體三維圖和實體剖切圖,該夾具采用雙工位設計,同時裝夾兩個工件,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產(chǎn)生的干涉。使用中具體安裝如圖4所示,其中U型定位卡槽在制作裝配時保證與定位心軸配合間隙為+0.05~+0.10mm、對稱度≤0.01mm,使該處配合在加工過程中對工件起到支撐定位作用,為了防止出現(xiàn)過定位現(xiàn)象,前道工序在加工時,保證工件c基準與a基準的對稱度≤0.04mm。鎖緊彈套起彈性定位、夾緊元件的作用,材質為65Mn,熱處理。

1.工件 2.插拔式定位心軸 3.U型定位卡槽

4.橋板 5.定位盤 6.鎖緊彈套

7.液壓拉缸活塞 8.液壓拉缸缸體

4夾具操作及動作流程

工件在放入夾具前,先將定位心軸穿入工件主銷孔中;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,這時鎖緊彈套處于回彈張開狀態(tài)),定位心軸定位端放入U型定位卡槽內,同時工件b基準在自重作用下附緊定位盤;起動機床夾具鎖緊按鈕,液壓拉缸動作拉緊鎖緊彈套,由于彈套鎖緊時有自定心作用,對工件加工基準a起到定位夾緊作用,同時彈套鎖緊時的軸向運動,拉動工件緊緊貼在定位盤上,對工件起到定位夾緊作用。

5夾具使用及設計時應注意的問題

(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,此處會影響工件周向定位精度。

(3)由于鎖緊彈套為開口設計,在彈套上面應增加防塵蓋,防止加工過程中產(chǎn)生的鐵屑落入彈套開口中,致使彈套無法鎖緊,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行拉緊力測算,拉緊力過大會將工件拉變形,拉緊力過小在加工過程中工件會產(chǎn)生松動,影響加工精度,嚴重時會對刀具產(chǎn)生損壞。

6、結語

(1)此夾具設計結構簡潔,夾具制作簡單,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(wěn)定,工件支撐合理,減少了加工過程中的變形和振動。

(4)同類工件產(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。自夾具應用于批量工件生產(chǎn)以來,運行較為穩(wěn)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。


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