桂林金格電工電子材料科技有限公司 (廣西 541004)文德林

本文主要講述多工位工裝夾具設(shè)計(jì)應(yīng)用，解決厚度較薄工件淺平面加工所遇到的各類問(wèn)題，來(lái)實(shí)現(xiàn)高效加工，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率。

1.問(wèn)題提出

如圖1 所示，加工該類CuCr 材料零件時(shí)，產(chǎn)品外觀等質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，外觀不許有劃傷、碰傷現(xiàn)象，我公司在雕刻機(jī)或加工中心機(jī)床實(shí)行單件生產(chǎn)，在加工該類產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)以下四大問(wèn)題:

圖1

(1)自定心卡盤(pán)軟爪夾緊工件時(shí)，因工件較薄，厚度只有5mm，中間往上翹，導(dǎo)致工件變形，工件表面跳動(dòng)量高達(dá)0.2mm，加工后尺寸深度 (1 ±0.05)mm 超差。

(2)尺寸不穩(wěn)定。雕刻機(jī)或加工中心加工該類零件，其深度尺寸有的在上限，有的在下限，尺寸波動(dòng)范圍較大。

(3)加工后的工件邊緣有毛刺，后續(xù)鉗工去毛刺工序困難，很容易劃傷工件表面。

(4)單件加工生產(chǎn)，效率低。

2.分析問(wèn)題

(1)根據(jù)圖樣要求，經(jīng)過(guò)對(duì)其加工過(guò)程進(jìn)行跟蹤，該產(chǎn)品加工工藝為:成形 (下料)→粗、精車(chē)→銑削加工→鉗工(去毛刺等)。在精車(chē)時(shí)，已加工好的端面貼緊軟爪基準(zhǔn)面，但是因工件較薄，工件夾緊后，加工后工件經(jīng)檢測(cè)平行度在0～0.03mm;該工序工件尺寸變化較大，因此給后續(xù)銑削加工工序保證圖樣尺寸帶來(lái)困難，同時(shí)在粗、精車(chē)工序還是在銑削加工工序，其軟爪夾緊工件外圓拐角處為直角，因每個(gè)人夾緊工件用力大小程度不一樣，工件中間往上翹，導(dǎo)致工件變形，因此可以考慮該軟爪裝夾夾具成一定角度，避免或減小夾緊變形。

(2)銑削加工后的工件圓輪廓及表面有毛刺。銑削加工后毛刺由鉗工工序完成，操作員手工去除毛刺很慢，一件需2min，并且工具容易劃傷、碰傷表面，該毛刺主要在數(shù)控銑床或雕刻機(jī)加工時(shí)產(chǎn)生，因此，可以考慮通過(guò)數(shù)控編程快速去除毛刺方法解決。

(3)單件進(jìn)行生產(chǎn)加工，產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定，并且效率低。根據(jù)所使用機(jī)床，如我們使用的加工中心機(jī)床行程為800mm (X 方向)×500mm (Y 方向)×280mm (Z 方向)，完全可以考慮采用設(shè)計(jì)一個(gè)多工位工裝夾具，實(shí)現(xiàn)一次裝夾、加工多個(gè)工件的方法，提高加工效率;對(duì)于控制尺寸穩(wěn)定性，可以通過(guò)Z軸進(jìn)行刀具長(zhǎng)度補(bǔ)嘗，以達(dá)到工件尺寸均等或在公差范圍之內(nèi)。

3.問(wèn)題對(duì)策

(1)工裝設(shè)計(jì)如圖2 所示。其工作原理:先、后將固定板3、卡盤(pán)體2、軟爪1、鎖緊梯形塊5 組裝為一整體工裝，通過(guò)百分表找正固定板基準(zhǔn)面，跳動(dòng)量≤0.02mm，然后在機(jī)床上通過(guò)鎖緊梯形塊、螺栓鎖緊固定板，將工件裝入軟爪卡盤(pán)，鎖緊內(nèi)六角螺母，這時(shí)就完成工件裝夾過(guò)程。這里需注意的是，固定板平磨后，需控制工件兩端面平行度在0.02mm 之內(nèi)，裝配好工件后，再用尋邊器找正3 個(gè)工件厚度一樣的機(jī)床坐標(biāo)系，分別將X、Y 值輸入各個(gè)機(jī)床參考坐標(biāo)系，如:G54、G55、G56，然后，用百分表分別檢測(cè)3 個(gè)工件上表面跳動(dòng)量，其數(shù)值用以確定各個(gè)軟爪Z 軸方向的高度差。

圖2

如圖3 所示，如以G54 工件表面為零基準(zhǔn)，檢測(cè)到G55 工件表面高度差為0.18mm，G56 工件表面高度差為0.88mm，這說(shuō)明車(chē)削加工這3 個(gè)軟爪的基準(zhǔn)高度是不一樣的，因此需將3 個(gè)數(shù)值0、0.18、0.88，依次輸入G54、G55、G56 坐標(biāo)系Z 值中，加工時(shí)只需將每把刀以G54 工件上表面為基準(zhǔn)，只需在Z 方向?qū)σ淮蔚都纯桑@樣很容易控制3 個(gè)工件的加工深度。另一方面，須注意的是，將軟爪1 車(chē)成斜度為2°～5°圓弧面，其主要作用防止自定心卡盤(pán)鎖緊工件，不往上翹，每一個(gè)工件表面跳動(dòng)量控制在0～0.02mm 之內(nèi)，同時(shí)在車(chē)削工序須控制好工件厚度，加工尺寸取圖樣厚度尺寸為中間值，如工件厚度尺寸控制在(5 ±0.02)mm 以內(nèi)。這樣，裝夾好工件后，變形較少，銑削加工后的工件尺寸均可保證在尺寸范圍內(nèi)，一次裝夾可加工多個(gè)工件，以前加工一件需一次裝卸時(shí)間，現(xiàn)在改為3 個(gè)工件只需一次裝卸時(shí)間，同時(shí)加工過(guò)程中可節(jié)省大部分時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了一人操作多臺(tái)設(shè)備的效果，有效提高了工作效率。

(2)毛刺處理:在加工過(guò)程中、毛刺出現(xiàn)主要是因刀刃不鋒利、切削方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)因素引起。在加工該工件時(shí)，銑削平面臺(tái)階處時(shí)，如果是倒圓弧，加工過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)毛刺，當(dāng)然，經(jīng)與客戶溝通后，不可以更改圖樣結(jié)構(gòu)，在這種情況下，我們采用了φ4mm 立銑刀，在4 個(gè)拐角及圓臺(tái)輪廓位置通過(guò)數(shù)控軟件編程進(jìn)行去除毛刺的方法，達(dá)到了干凈去除毛刺的效果。

圖3

4.結(jié)語(yǔ)

上例主要通過(guò)多工位工裝的設(shè)計(jì)與加工應(yīng)用，解決了工件變形、尺寸穩(wěn)定性差、效率低等問(wèn)題，同時(shí)保證了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，目前我公司正在應(yīng)用該類多工位夾具，效果很好。