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        轉(zhuǎn)子外環(huán)塊夾具模塊設(shè)計(jì)與研究

        2013-11-16 06:27:14秦秀秀周華鋒姚紅梅
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2013年19期

        秦秀秀 周華鋒 姚紅梅

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

        1 概述

        目前,在普通立式銑床上加工扇形段斜面,在定位與找正方面存在很大困難,精度要求很難保證,且需要花費(fèi)大量時(shí)間浪費(fèi)在裝夾找正上。針對這種狀況,我們研究一種特殊結(jié)構(gòu)工裝以滿足工藝需求。設(shè)想對轉(zhuǎn)子外環(huán)塊夾具采用通用可調(diào)底座,配置零點(diǎn)定位系統(tǒng)及快速換裝機(jī)構(gòu),在同一夾具基礎(chǔ)上通過更換定位部分實(shí)現(xiàn)同一零件的不同工序的加工;不同零件由一套工裝模塊設(shè)計(jì)完成,不僅滿足了零件安裝定位要求,減少了由于工裝而造成的零件加工尺寸精度上誤差,還給工人操作提供了很大的便利,大大提高了加工效率,節(jié)約了工裝的設(shè)計(jì)及制造成本,解決了加工中存在的問題。

        圖1 第一道工序結(jié)構(gòu)總圖示意

        圖2 第二道工序結(jié)構(gòu)總圖示意

        2 工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        如圖1、圖2結(jié)構(gòu)總圖所示,總體結(jié)構(gòu)包括可調(diào)角度座、零點(diǎn)快速定位基準(zhǔn)夾具系統(tǒng)、夾具基體和壓板機(jī)構(gòu)??烧{(diào)角度座的角度在30度~50度范圍內(nèi)變化,零點(diǎn)快速定位基準(zhǔn)夾具系統(tǒng)應(yīng)用液壓原理,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊與釋放的功能,夾具基體與“零點(diǎn)定位系統(tǒng)”之間依靠定位接頭定位,依靠鍵限制角向,夾具基體上安裝一系列輔助定位支承件,依靠液壓裝置鎖緊。壓板機(jī)構(gòu)為一面兩壓機(jī)構(gòu),壓緊牢靠。如圖1所示為第一道銑斜面工序,當(dāng)?shù)谝坏拦ば蛲瓿珊?,只需將夾具基體以上所有部件旋轉(zhuǎn)180度即可進(jìn)行第二道銑斜面工序,即如圖2所示。

        符號(hào):a:第一道銑斜面工序銑的角度;a′:第二道銑斜面工序銑的角度;a1:夾具基體底面斜度;a2:角度座的角度;H:支承柱的高度。

        2.2 可調(diào)角度座的設(shè)計(jì)

        如圖1、圖2所示,角度座由固定底座、活動(dòng)底座和支承柱三部分構(gòu)成。固定底座安裝在設(shè)備上,活動(dòng)底座的角度a2依靠支承柱的高度H來調(diào)節(jié)。如圖1、圖2所示:a2=(a+ a′)/2;H=245*sina+32*cosa-〔215+ 32/sina-(245+ 32*cota)*cosa〕*cot(a+ 50)-〔15*cosa- 15*sina*cot(a+50)〕-15。

        2.3 夾具基體的設(shè)計(jì)

        如圖1、圖2所示,基體底座上平面與零件中心線平行,底座下平面與上平面之間的角度a1=| aa′| /2。夾具基體上定位面與零件內(nèi)型面完全一致,這樣確定的夾具基體定位面與a1和a2配合的工裝夾具,最終才能實(shí)現(xiàn)同一零件的兩道銑斜面工作無需二次裝夾換裝只需整體旋轉(zhuǎn)180度即可滿足加工要求,而且夾具基體與角度座之間通過零點(diǎn)定位器連接,兩道工序之間的操作快速便捷,大大縮短了兩道工序之間的裝夾找正重復(fù)定位的時(shí)間,完全依靠自動(dòng)定位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)松開與鎖緊功能,重復(fù)定位精度0.01mm~0.005mm。

        3 動(dòng)作原理

        如圖1所示,將角度座安裝在設(shè)備上,然后將零件配套的支承柱安裝好,支承柱用圓柱和菱形定位銷定位,這樣角度座的角度即已調(diào)好。將零點(diǎn)快速定位基準(zhǔn)夾具系統(tǒng)安裝在活動(dòng)底座上,下面用擋板擋好,接上母、公快速接頭及PU管即可。將夾具基體通過定位接頭和接頭螺栓連接在零點(diǎn)快速定位基準(zhǔn)夾具系統(tǒng)上,依靠定位接頭定夾具中心,安裝定位鍵,依靠定位鍵定夾具角向。然后將零件安裝在夾具基體上,用夾具基體面作為零件內(nèi)型面定位面,用一個(gè)前定位塊、兩個(gè)右定位塊輔助定位,一個(gè)后壓緊塊、兩個(gè)左壓緊塊輔助壓緊。最后將壓板安裝在夾具基體上,壓緊零件外輪廓型面。一切裝配完成后,接通液壓管,使零點(diǎn)快速定位基準(zhǔn)夾具系統(tǒng)將夾具基體通過定位接頭將其鎖緊,即定位完成,即可加工。第一道銑斜面工序完成后,卸壓,零點(diǎn)快速定位夾具系統(tǒng)自動(dòng)松開,夾具基體便可轉(zhuǎn)動(dòng),將夾具基體以上所有部件包括零件一同旋轉(zhuǎn)180度,依靠定位鍵將夾具基體角向定位完成后,開始加壓,再次利用零點(diǎn)快速定位夾具系統(tǒng)將夾具基體鎖緊,即可進(jìn)行第二道工序加工,如圖2所示。

        結(jié)語

        通過對此扇形段銑斜面夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究,解決了轉(zhuǎn)子外環(huán)塊扇形段銑加工斜面的問題,拓展了使用范圍,通過現(xiàn)場實(shí)際使用,效果很好,工具結(jié)構(gòu)精巧,設(shè)計(jì)合理,達(dá)到預(yù)期的研究效果。

        [1]機(jī)械工程手冊/機(jī)械工程手冊編輯委員會(huì).機(jī)械工程手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982.

        [2]韓榮第,王揚(yáng),張文生.現(xiàn)代機(jī)械加工新技術(shù)[M],2003.

        [3]秦國華.機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[M],2006.

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