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        基于車床夾具加工與設(shè)計研究

        2015-10-21 17:21:45荊端姣
        速讀·下旬 2015年12期
        關(guān)鍵詞:工裝夾具

        荊端姣

        摘 要:車床夾具的加工與設(shè)計過程,一定要確保加工質(zhì)量,只有合理設(shè)計及組裝組合工裝替代部分專用工裝,就可大大降低生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,緩解工裝生產(chǎn)瓶頸問題。同時組合夾具元件可重復(fù)使用,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

        關(guān)鍵詞:工裝;夾具;組合夾具

        筆者結(jié)合實際操作重點(diǎn)就夾具的設(shè)計步驟和方法進(jìn)行了分析,設(shè)計了一套符合夾具的設(shè)計思路,并在保證工件加工質(zhì)量的前提下,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本,且操作方便、工作安全和減輕了工人的勞動強(qiáng)度。類似的夾具設(shè)計在生產(chǎn)車間是會經(jīng)常碰到的,因此,在平時生產(chǎn)過程中,應(yīng)注意積累和總結(jié),在需要時才能設(shè)計出簡單、適用的專用夾具,為社會主義建設(shè)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

        一、夾具的分類

        按照使用的機(jī)床種類可以分為:車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、磨床夾具和鏜床夾具等。按照其通用性格和使用特點(diǎn),通常可以分為通用夾具、專用夾具和組合夾具三類。其中專用夾具是為某工件的某一工序的加工要求專門設(shè)計制造的夾具。這種夾具結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。

        二、夾具的組成

        定位裝置作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。夾緊裝置作用是將工件壓緊夾牢,保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。對刀或?qū)蜓b置作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。連接元件作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件,通過它將家具的所有連接元件連接成一個整體。其他元件或裝置是指夾具中因為特殊需要而設(shè)置的元件或者裝置。根據(jù)加工需要,有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置;為能方便、準(zhǔn)確定位,常設(shè)置預(yù)定位裝置;對于大型夾具,常設(shè)置吊裝元件等。以上各組成部分中,定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。

        三、專用夾具的作用

        保證加工精度提高加工質(zhì)量采用夾具后,由于工件相對于機(jī)床和刀具的正確位置由夾具保證,所以工件的加工過程中,各相關(guān)表面間的位置精度就可以得到保證,并比劃線找正所能達(dá)到的位置精度高。同時每一批工件基本上都能達(dá)到相同的位置精度。因而不僅工件加工精度高,而且質(zhì)量也穩(wěn)定。提高勞動生產(chǎn)率降低生產(chǎn)成本采用夾具后,既省去了劃線、找正等輔助時間,且定位、夾緊快捷;有些夾具還可以提高了工件或車刀的剛性,這樣便可以提高切削用量,因面提高勞動生產(chǎn)率。若再采用氣動或液壓傳動來驅(qū)動夾緊裝置,則效果更為顯著,同時可以大大減輕工人的勞動經(jīng)度。在批量生產(chǎn)中使用夾具,可以保證加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品,質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低對工人技術(shù)水平的要求均利于降低生產(chǎn)成本。

        解決車瘩加工裝夾中的特殊困難有些工件不論數(shù)量多少,不用夾具是很難保證加工質(zhì)量的,甚至無法加工。擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍在單件小批量生產(chǎn)時,工件的種類多,而工藝過程較復(fù)雜,當(dāng)機(jī)床的種類不齊全時,可對某種機(jī)床經(jīng)過適當(dāng)改造并加裝適當(dāng)?shù)膴A具,使機(jī)床“一機(jī)多用”。如在車床的中滑板上裝上鏜模,車床就可以當(dāng)鏜床使用。降低工人勞動強(qiáng)度及技術(shù)等級用夾具裝工件方便、省力、安全。當(dāng)采用氣動、流動等夾緊裝置時,可以減輕工人的勞動強(qiáng)度,保證安全生產(chǎn)。用夾具裝夾時,工件的精度由夾具本身保證,因而可以降低對工人的技術(shù)要求。

        四、專用夾具設(shè)計分析

        夾具實例分析:鉆、鉸定位銷孔夾具設(shè)計,夾具主要用來加工大頭端面定位銷孔的,在車床曲軸或船舶曲軸等中,定位銷孔一直起著關(guān)鍵的作用。要標(biāo)準(zhǔn)才能對后工序飛輪孔加工保證其精度和位置差,才能讓主機(jī)的跳動、點(diǎn)火和裝配飛輪很穩(wěn)定。定位銷孔一直是一個精度和形位公差要求很高的部位,好比曲軸的咽喉。所以,需要有較好工裝夾具來保證。為節(jié)約成成本,鉆床采用一般的ZC40小鉆床,鉆夾頭采用精度高的鉆石牌鉆夾頭;考慮選擇采用合理的裝夾方式保證其穩(wěn)定性和工裝的耐磨、互換性:工裝夾具零部件的材料、熱處理和加工工藝能否可行等;對提供加工定位銷孔的機(jī)床做主軸和主軸套跳動和間隙等;鉆夾頭的跳動,鉸刀的錐度和跳動:工裝夾具裝配基準(zhǔn)、坐標(biāo)定向和裝配?;鶞?zhǔn)的難度。

        五、定位元件確定

        機(jī)床曲軸為大批量生產(chǎn),采用手動夾緊的夾具不僅結(jié)構(gòu)簡單,在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛,另外,采用手動夾緊,原始夾緊力可以連續(xù)作用,加緊可靠,方便實用。曲軸屬于軸類零件,在本道工序夾具的定位元件還是選用兩個V形塊,一個支承板來對曲軸軸向方向定位,采用一個靠山作為角度方向的定位。V形上用的抗磨塊,因為它零件是線接觸,容易磨損一處,就要采用熱處理后,硬度較高的材料,實踐證明,用Tl0A的材料的都容易磨損,也為節(jié)約成本,我們采用鑲嵌白鋼的方式,白鋼成本較低,能耐磨。曲軸定位銷孔的兩個方向多的垂直度要求10:100mm,因此,對支承板的要求較高,其經(jīng)常磨損的地方要進(jìn)行熱處理,同時,不能與軸頸R像干涉,保證裝夾中不會存在抵觸點(diǎn)。夾具體支承座,該部件采用HT200的材料,主要該材料經(jīng)過失效處理后,穩(wěn)定性好,不易變形,加工方便和可在利用價值高有點(diǎn)。

        在設(shè)計中,支承座底部和背部做削器翻砂處理,便于加工平面過大,平面度達(dá)不到。兩側(cè)各有一加強(qiáng)勁。上面與套模版接觸地方加寬,為了是接觸更加穩(wěn)定,支撐力更好。鉆、鉸套的設(shè)計,該工序因為要采用多次加工才能達(dá)到圖紙尺寸,因此采用活動鉆套和鉸套。鉆套和鉸套都是采用的Cr12的材料,熱處理后進(jìn)行線切割加工,基準(zhǔn)統(tǒng)一,才能達(dá)到同心的要求。上面采用活動可調(diào)式柄套,方便更換產(chǎn)品可用。根據(jù)工藝要求,鉆定位銷孔Ф5.7mm鉆花,只需要加工深度達(dá)9mm,內(nèi)孔不能大于5.8mm,即可完成加工。即用直柄鉆花鉆孔,根據(jù)GBl141-84的規(guī)定鉆頭上偏差為零,故鉆套孔徑為Ф5.7±0.021mm。定位銷孔夾具體設(shè)計主要考慮零部件的形狀及將上述一個主要零件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。

        本篇文章中,我們設(shè)計主要是機(jī)床夾具設(shè)計分析及加工工藝過程:在工藝部分中,我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步,加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量,切削深度,夾具轉(zhuǎn)速和切削速度,其中,機(jī)床的進(jìn)給量,夾具轉(zhuǎn)速和切削速度需要計算并查手冊確定。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李洪主編.機(jī)械加工工藝手冊[M].北京:北京出版社,2009(12)

        [2]鄧文英主編.金屬工藝學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2011

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