王積全 孫麗麗 陳宏海 趙西松 祖峰

（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng)110043）

1 產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)與加工工藝的分析

搖臂類零件的主流結(jié)構(gòu)如圖一所示。零件的材料：TC4,供料方式：沖切板材。它的形狀主要由三個(gè)尺寸決定：長(zhǎng)度L、大端直徑d1、小端直徑d2,零件的厚度H。毛料一般由模具沖裁成形，同一批毛料具有較好的同一外形尺寸。本工序是銑加工兩個(gè)平面保證H尺寸。由圖1可以看出∶零件壓緊的表面就時(shí)被加工的表面。這給工裝設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的麻煩。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是分成兩段進(jìn)行加工，時(shí)需要倒換壓板來(lái)完成另一段平面的加工。這種方法費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，并且由于是分段加工，零件表明有明顯的接刀痕跡。

圖1

2 設(shè)計(jì)要求

整體設(shè)計(jì)要打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，堅(jiān)持創(chuàng)新，提升整個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)。

2.1 努力提升生產(chǎn)效率。要求多個(gè)零件同時(shí)定位和夾緊，對(duì)多個(gè)零件同時(shí)進(jìn)行加工。

2.2 降低操作者工作強(qiáng)度，提高自動(dòng)化程度。夾緊力由夾緊油缸調(diào)整控制，保證夾緊力要求均勻一致。

2.3 保證零件一次加工成型，不允許有接刀的痕跡。

2.4 整體結(jié)構(gòu)要方便操作者調(diào)整、更換和使用。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 零件定位和夾緊

根據(jù)零件的特點(diǎn)，選定零件的側(cè)面做定位基準(zhǔn)，同時(shí)作為夾緊零件的承表面。零件的定位方式。見圖2

圖2

圖3

圖4

圖5

3.1.1 油缸的壓力推動(dòng)楔塊運(yùn)動(dòng)，將被加工零件夾緊：當(dāng)油壓卸掉后，彈簧的回復(fù)力是楔塊松開，回到初始狀態(tài)。

3.1.2 楔塊的楔緊表面保持了一定的傾角，當(dāng)楔緊時(shí)，保證被加工零件地面緊密地接觸定位基準(zhǔn)面。見圖3

3.2 夾緊機(jī)構(gòu)的確定

由于是多個(gè)零件同時(shí)進(jìn)行加工，夾緊的動(dòng)作要同時(shí)進(jìn)行，必須保證多個(gè)零件同時(shí)保證夾緊，并且要保證每個(gè)零件的夾緊表面受力均衡一致。在設(shè)計(jì)中，楔塊的移動(dòng)方式，采用了單方向限制配合、另一個(gè)方向具有較大間隙的方法，見圖4。由圖4可以看出：

3.2.1 在限制配合的方向上，保證被加工零件緊密結(jié)合在夾具體上，確保加工尺寸H。

3.2.2 在另一個(gè)方向上，楔塊在間隙范圍內(nèi)可以擺動(dòng)。這種自適應(yīng)的方式，使楔塊能夠與被加工零件的夾緊表面充分地接觸，保證了夾緊力的均勻可靠。

3.3 夾緊與恢復(fù)

頂桿在液壓油缸的作用下推動(dòng)楔塊、帶動(dòng)被加工零件靠緊定位端面。當(dāng)夾緊力與油缸的壓力平衡時(shí)，頂桿停止移動(dòng)，并保持設(shè)定的油缸壓力。（夾緊力的設(shè)定一定要保證正常的銑削加工要求）見圖5。

液壓油缸卸壓后，楔塊在彈簧力的作用下回復(fù)到初始的位置，等待下一次工作的開始?；貜?fù)彈簧要具備一定恢復(fù)力，在油缸卸壓時(shí)確保楔塊回復(fù)到初始位置。（彈簧力要通過(guò)調(diào)整墊片來(lái)確定）

3.4 頂緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

按照設(shè)計(jì)的要求，滿足多個(gè)零件同時(shí)加工的高效思想，將頂緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)。如圖6所示。

在頂緊的過(guò)程中，滑塊在滑座中作直線移動(dòng)，帶動(dòng)頂桿夾緊工件。當(dāng)頂桿的一端頂?shù)叫▔K時(shí)，頂桿圍繞O點(diǎn)做周向擺動(dòng)，當(dāng)頂桿的另一端也頂?shù)叫▔K時(shí)，又繼續(xù)做直線移動(dòng)。直到頂緊工件。

3.5 液壓夾緊

圖6

圖7

傳統(tǒng)的工件夾緊方法都是操作者手扳螺母、螺紋旋進(jìn)，逐個(gè)夾緊。每個(gè)工件的夾緊力變數(shù)很大，操作繁瑣。液壓夾緊的特點(diǎn)主要有：

3.5.1 夾緊力可以控制。根據(jù)工件夾緊和加工過(guò)程中的信息采集，調(diào)整系統(tǒng)壓力，改變夾緊力的大小，保證工件的最佳加工狀態(tài)。

3.5.2 夾緊力均勻一致。頂桿和楔塊都是浮動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)油缸工作時(shí)，浮動(dòng)的頂桿和楔塊能夠保證和全部的工件保持良好的接觸和受壓。夾緊力均勻一致。

3.6 液壓元器件

（1）油缸設(shè)計(jì)要求是小流量、小行程、單方向施壓。結(jié)構(gòu)小、重量輕，滿足經(jīng)常搬動(dòng)的要求。

（2）接頭：快速、零泄露接頭。滿足經(jīng)常拆卸的工作狀況。

4 使用方法

參見圖7操作方法簡(jiǎn)單省力。

（1）將工件按工藝要求依次在夾具上擺放規(guī)整。

（2）啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，工件按預(yù)定夾緊力均勻夾緊。（開始加工）。

（3）關(guān)閉油壓，楔塊自動(dòng)脫開。（取出工件）。

本夾具的研發(fā)成功，是在工藝裝備技術(shù)研究所領(lǐng)導(dǎo)、首席技術(shù)專家和相關(guān)技術(shù)人員共同努力的結(jié)果。到現(xiàn)場(chǎng)考察，請(qǐng)專業(yè)人士提出整改意見，前前后后經(jīng)歷了多次的反復(fù)和修改。它的主要特點(diǎn)是：穩(wěn)定加工質(zhì)量：多件同時(shí)加工，加工精度一致。生產(chǎn)效率高：多件同時(shí)加工，提高工效很多倍。采用液壓裝置：極大地降低了操作者的工資強(qiáng)度。現(xiàn)在我們正在加大力度，進(jìn)一步完善和推廣液壓系統(tǒng)在工藝裝配設(shè)計(jì)中應(yīng)用的方法和思路，努力創(chuàng)造和提升工裝設(shè)計(jì)的平臺(tái)，為構(gòu)筑二十一世紀(jì)先進(jìn)的工藝裝備而努力。

[1]機(jī)械工業(yè)出版社1982年3月第一版《機(jī)械工程手冊(cè)》第九卷《機(jī)械制造工藝》分冊(cè)

[2]楊黎明.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)第一版[M].國(guó)防工業(yè)出版社，1996（05）.

[3]國(guó)防工業(yè)出版社1978年3月第一版《航空工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)》《夾具設(shè)計(jì)》分冊(cè)

[4]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1994（01）.

[5]雷天覺.液壓工程手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1990（04）.