裴紅玉,王 力
沈陽機床集團中捷機床有限公司,遼寧沈陽 110042
機械加工中較常使用的是傳統(tǒng)加工工藝方法,當遇到加工工藝復(fù)雜、特別是外形上分布著一些孔的零件,傳統(tǒng)加工工藝很難滿足加工需求,往往會出現(xiàn)加工時間長,外觀造型不符合圖紙要求等誤差。如果誤差較大,則在零部件組裝過程中難以完成,甚至可能會造成工期延誤、機器無法正常工作等問題。由此可見,加工不規(guī)則零件時,找到一種加工精確、完成效率高的新型加工方法相當必要。下面本文將借由一種不規(guī)則零件分析不規(guī)則零件的加工工藝及夾具設(shè)計。
圖I
該零件是一個外形呈現(xiàn)不規(guī)則分布的鑄件。三個頂端分別分布一個軸承孔。零件加工在孔的尺寸、高度、質(zhì)量及相對位置上需要的精準程度很高。
當鑄件只需要加工一個孔,且對該孔的偏心要求不嚴格時,可以采用劃線找正的方法。然而,針對多孔鑄件,且對偏心要求嚴格、鑄件的外形呈現(xiàn)不規(guī)則變化時,劃線找正的方法所耗費的工時較長,精準程度易發(fā)生偏差,因此效率很低。雖然采用數(shù)控編程的方法能夠精準的完成這類零件的加工,但是需要加工較大數(shù)量的不規(guī)則零件時,繼續(xù)采用數(shù)控編程的方式會耗費大量的人力、物力和工時,對加工設(shè)備的損耗程度較高,無法獲得可觀的利潤。
研究大規(guī)模的加工不規(guī)則零件的方法,需要操作者掌握豐富的實際操作經(jīng)驗,深刻的了解、認識和熟悉各類不容外觀、精度要求不一的零件。在現(xiàn)有的普通機床的基礎(chǔ)上,通過使用一種新的夾具,并按照如下步驟,能夠?qū)崿F(xiàn)不規(guī)則零件的大規(guī)模高效加工。
首先要使用CA6140 型號車床先從整體上簡單的加工零件的表面和各個孔。這個過程不需要精益求精,只需要打磨出基本的輪廓即可。
其次使用M2120 型號車床細致打磨已經(jīng)粗略加工好的各個孔。使用M2120 型號車床時,一方面需要操作者依賴自身經(jīng)驗和操作熟練程度,精心加工;另一方面還需要使用同一種夾具,以確保每個孔的位置金準無比。
通過以上兩個步驟加工出的零件既能保證質(zhì)量,加工的成本低,時間短。
夾具體是夾具的最重要的元件,通過在夾具上安放各種元件和裝置,是零件的各個孔和機床精準匹配。夾具體在安裝前,必須考慮到其在裝卸過程中的簡便性。
該夾具體可以安裝在車床上,用于車床的加工。同時也可用在打磨鑄件各個孔時,這種情況下,該夾具體通常是安裝在內(nèi)孔磨床上。
圖中外圓為裝卡軸,其中心與主軸的中心必須完全契合。裝卡軸可安裝在機床的主軸上,在加工過程中,需要嚴格按照圖紙找準C 面及孔的位置,各個孔的位置在精確度上有著嚴格的要求,各個孔之間的相對位置也必須精準。兩個小孔起到給小孔定位的作用,在加工的過程中,通過裝卡軸同各個孔之間的互相關(guān)聯(lián),被加工的不規(guī)則零件能夠穩(wěn)定的安放在主軸的中心處。
將圓定位安裝在夾具體上,并配合固定銷軸1 種,能精準的定位大孔。定位過程中,需要使用到墊、螺栓、右端墊和螺母。四個零件只需要固定住、不會脫落即可。
為了方面更換元件,活動銷軸同夾具體在連接處的連接必須精準契合,因此,活動銷軸的左外部分與夾具體相連的部分在設(shè)計和加工過程中要注意二者的尺寸需要一致?;顒愉N軸一般用在固定零件時,它的安裝過程需要節(jié)約一定的時間,因此要求容易拆卸。
機加工的過程可以依照以下的八個步驟依次進行。一是粗精車-端面,鉆、車大孔留磨至O.3mm~0.4mm;二是將零件的外形、及大孔打磨至既定的形狀;三是銑兩個小孔,將其孔的大小磨至圖紙要求的厚度,并且兩孔要完全對稱;四是要標記出其余兩個孔所在位置的線;五是粗略的加工其余兩個孔;六是打磨夾具的外部輪廓,打磨過程中要嚴格按照圖紙的要求匹配數(shù)字;七是要精確打磨兩個小孔,尺寸為;八是要精確加工內(nèi)孔。
在完成工序八后,需要將夾具體通過外圓安裝于CA6140主軸上,以用來精確的加工小孔。這個過程必須要注意的幾個事項:一是要跳動↑<0.015,卡緊;二是要找正“C”面及內(nèi)孔;三是將零件固定好,固定零件需要依靠銷軸,并使用墊、螺母。固定零件時不必咬合的太緊,以免難以拆卸。
之后需要找正小孔的位置,由于是小孔,在加工過程中無需特別精準的找正,只需要找到其大致位置即可。接著松開墊和螺母,將銷作為零件的中心軸適度旋轉(zhuǎn),確保另一個孔與夾具體的中心契合上。
如圖所示,該零件并不對稱,因此其重心在加工的過程中會出現(xiàn)偏轉(zhuǎn),為了避免這個現(xiàn)象,在加工過程中可以適度的為零件加上配重。
最后一步是精磨兩個內(nèi)孔,同樣需要借助自制夾具。精磨內(nèi)孔時需要使用的是M2120 號機床。
經(jīng)過反復(fù)的實踐證明,按照以上的幾個步驟在加工不規(guī)則零件時,能夠完全達到工藝標準的要求,出廠檢驗完全合格。與此同時,如果需要加工的不規(guī)則零件與上述零件有微小差別,但在結(jié)構(gòu)上整體類似,也能夠按照上述方法加工,不同的是,在加工過程中夾具體可以打磨出幾個孔,用作定位。
任何一種加工方式只有投入生產(chǎn)實踐中才能夠檢驗其可行性和可靠性。大量的生產(chǎn)實踐表明,上述工藝不僅能夠精確的加工不規(guī)則零部件,還能夠減少低機床消耗,達到降低生產(chǎn)成本的作用。同時,該方法生產(chǎn)所需時間少,加工周期短,適合大規(guī)模用于生產(chǎn)中,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。
[1]趙長發(fā),等.機械制造工藝學(xué).哈爾濱工程大學(xué)出版社,2012.
[2]吳霞.數(shù)控加工中的工藝與夾具設(shè)計若干問題探討[J].煤礦機械,2010(2).