許錦潮
摘 要:在制定加工工藝制作機床夾具時,要根據(jù)工件技術(shù)要求,充分考慮設(shè)備加工性能,生產(chǎn)人員技術(shù)水平,刀具材料損耗,才能合理安排生產(chǎn),保證加工質(zhì)量提高生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞:夾具;加工工藝;質(zhì)量;效率
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.196
0 前言
在產(chǎn)品加工過程中,出現(xiàn)加工質(zhì)量、刀具耗損問題或效率低的情況。我們分析問題,采取有效的加工工藝及專用夾具,解決加工質(zhì)量、刀具耗損問題以及提高加工效率。我校是以數(shù)控、模具為主的中職學校??偨Y(jié)多年實習教學經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)學生在產(chǎn)品工藝制定、夾具制作、產(chǎn)品質(zhì)量管理等方面極為缺乏。為了使實習教學與企業(yè)接軌,提高教學綜合效益。學校提出與企業(yè)合作,嘗試產(chǎn)教結(jié)合的教學模式??剖以诋a(chǎn)教結(jié)合過程中承接新會農(nóng)械廠的手扶拖拉機壓盤零部件加工。由于批量大且零件是鑄件,用三爪卡盤、平口鉗難以裝夾,所以組織技術(shù)骨干根據(jù)工件的技術(shù)要求制訂如下加工工藝流程:
1 通過圖樣分析如圖所示,制訂生產(chǎn)計劃
1.1 分析圖紙的技術(shù)要求,制定加工工藝
a.從圖樣所得:保證內(nèi)孔尺寸Φ132H9,外圓、端面、內(nèi)圓弧形狀尺寸,三臺肩尺寸及位置精度的同時,還要保證其形位公差:端面的平面度±0.1,三臺肩與D、F的對稱度為±0.15誤差。如果是單件生產(chǎn)質(zhì)量保證是無問題的,但在批量生產(chǎn)中,既保質(zhì)量又保效率難度比較大,必須采用專用夾具進行生產(chǎn)。
b.制定生產(chǎn)過程卡,如表1所示。
1.2 根據(jù)加工工藝制作相應(yīng)機床附件、夾具
(1)外圓、內(nèi)孔加工機床專用夾具。由于該產(chǎn)品是鑄件,該件的外圓、內(nèi)孔都出現(xiàn)澆注口,用三爪卡盤進行裝夾,會出現(xiàn)夾緊力不夠而工件掉下或出現(xiàn)圓跳動度大影響加工。細心觀察后,發(fā)現(xiàn)三臺肩六側(cè)面相對平滑,所以采用與此為裝夾面進行夾具設(shè)計,通過三爪卡盤自定心的方式,三臺肩夾緊環(huán)將三臺肩夾緊,這樣保證工件的夾緊力及其圓跳動度。然而,在三臺肩兩側(cè)有彈簧座凸起,這使之工件表面不能完全接觸夾具端面,端面接觸面少而在加工過程中產(chǎn)生震動。因此,我在夾具上加裝了三個調(diào)節(jié)螺釘,從而增大的工件的接觸面,這樣在加工過程中減少震動,提高生產(chǎn)效率。
(2)專用內(nèi)溝成形刀。該工序是采用三爪卡盤夾已加工的Φ202.5外圓進行外圓R101及內(nèi)圓弧R9的加工。經(jīng)分析,該R9內(nèi)圓弧精度要求不高,該內(nèi)圓弧的主要起到避位作用,所以我采用了一刀成形的方法來提高其加工效率。但由于在市面上無法找到能加工該內(nèi)圓弧的刀具,所以進行設(shè)計,首先銑一個刀把,將YG6合金刀片焊接在刀把上,然后使用線切割將刀具前端割成R9,這樣減小刀具的耗損及提高加工效率。
(3) 精車兩級外圓專用夾具。 該工序要兩級外圓同出,所以設(shè)計夾具利用工件的內(nèi)孔與法蘭定位盤配合定位,這樣保證外圓、內(nèi)孔的同軸度,用三角壓板將工件M面壓在夾具上,從而保證了D、F、G面的對稱度±0.15。
2 檢測方法
該零件尺寸與位置精度較為容易控制和檢測。其檢測工具游標卡尺及深度尺就達到檢測要求。但該零件主要的尺寸精度及形位公差要求在于內(nèi)孔和三臺肩這兩位置??紤]該零件有Φ200大,難以測量,也不一定準確,所以要借助專用檢測工具協(xié)助檢測。在檢測時采用工作者自檢、檢驗員抽檢的檢驗方法。
2.1 用專用塞規(guī)進行內(nèi)孔尺寸檢測。
制作圓形塞規(guī),該塞規(guī)有兩級外圓,其尺寸精度為:小的一級外圓為Φ1320,大的一級外圓為Φ132+0.1,小進大不進工件則合格,使用這種方法來判斷其尺寸是否合格,可以減小測量帶來的麻煩及提高檢測效率。
2.2 用專用卡規(guī)檢測
制作三角形卡規(guī),該卡規(guī)角度為120°卡口尺寸精度為,該卡規(guī)同時檢測角度及其尺寸精度,這樣檢測速度大大提高。
3 產(chǎn)品質(zhì)量、刀具損耗及效率的跟進。
(1)使用車床專用夾具進行工件外圓、內(nèi)孔、端面、內(nèi)圓弧的加工。既能保證尺寸精度又能提高速度。一天可以加工兩百多件,是一種較為有效的加工方法。
(2)使用立式數(shù)控銑床進行三臺肩側(cè)面加工時,夾具簡單,裝夾方便。但由于三臺肩有六側(cè)面,每一次只能加工一側(cè)面,重新定位后下刀才可以加工第二面,這樣在角度控制及形位公差方面得到保證,但在加工效率方面不太理想(日產(chǎn)量幾十件)。由于立銑刀是以側(cè)刃進行加工的,側(cè)刃磨損,刀具損耗大(使用Φ20兩刃銑刀,約30件損耗1把銑刀)。刀具磨損后形狀側(cè)面會出現(xiàn)錐度現(xiàn)象,工件出現(xiàn)廢品。(廢品率2%左右)。
4 產(chǎn)品加工工藝的改進
針對三臺肩側(cè)面加工出現(xiàn)廢品、刀具損耗及加工效率的問題,經(jīng)綜合考慮,決定改用分度盤回轉(zhuǎn)夾具及使用臥式銑床進行加工。
4.1 分度盤回轉(zhuǎn)夾具
圖2所示為分度盤回轉(zhuǎn)夾具。分度盤回轉(zhuǎn)工作臺鎖緊原理:分度盤回轉(zhuǎn)臺面相對于夾具體的鎖緊,是靠分度盤轉(zhuǎn)臺底面的圓形定位平面與夾具體的定位支撐端面間的直接軸向擠緊,得到較大的擠壓摩擦力,從而把分度盤回轉(zhuǎn)臺面壓緊在夾具體上,分度盤回轉(zhuǎn)臺面的上下運動由鎖緊手柄、偏心鎖緊軸及滑套所組成的偏心操縱機構(gòu)來完成,轉(zhuǎn)動鎖緊手柄帶動偏心軸通過滑套帶動鎖緊拉桿上下移動,完成分度盤回轉(zhuǎn)臺的下壓鎖緊和抬起。這種結(jié)構(gòu)的鎖緊,是靠直徑較大的兩圓形平面相互擠壓摩擦來實現(xiàn)鎖緊,故擠壓變形很小,鎖緊可靠,操作也較為方便。
分度盤回轉(zhuǎn)臺面的抬起原理:分度盤回轉(zhuǎn)臺面的抬起采用彈簧式自動抬起機構(gòu),當回轉(zhuǎn)臺面的鎖緊機構(gòu)被松開時,在抬起彈簧的作用下,滑柱向上運動,通過端面推力軸承將臺面抬起,脫離與夾具體支撐平面的接觸,使回轉(zhuǎn)臺面能在徑向的滑動軸承和端面推力的支撐約束下,進行輕便、靈活的轉(zhuǎn)動換位。當再次鎖緊時,回轉(zhuǎn)臺面直接壓下軸承及滑柱,使兩個圓形平面相互擠緊來實現(xiàn)鎖緊。
分度盤回轉(zhuǎn)臺的對定原理:采用分度盤對定銷與長形弧孔配合。分度盤對定銷與長形弧孔間隙配合對定,長形弧孔的作用:由于先插對定銷,分度盤回轉(zhuǎn)臺分度后鎖緊,鎖緊過程會使分度盤回轉(zhuǎn)工作臺向下軸移0.4mm左右,從而不影響對定銷的對定以及分度回轉(zhuǎn)工作臺的軸移,在對定機構(gòu)支架中心與分度盤定位孔位置劃線,分度對定時,刻線對正后,倒角圓柱銷先對正后插銷,來實現(xiàn)分度后的對定。
(1)分度盤回轉(zhuǎn)夾具操作過程:1)先松開分度盤回轉(zhuǎn)工作臺鎖緊手柄;2)分度:手動轉(zhuǎn)動分度盤,插分度盤對定銷對定;3)拉動鎖緊手柄,鎖緊分度盤回轉(zhuǎn)工作臺;4)加工;5)松開分度盤回轉(zhuǎn)工作臺鎖緊手柄。
(2)工件裝夾操作過程:1)工件放進定位元件;2)三角形壓板穿過夾緊螺桿放在工件上方;3)開口墊圈放在夾緊螺桿上;4)旋轉(zhuǎn)三角形壓板與定位元件上定位銷進行對定;5)旋轉(zhuǎn)工件使其彈簧座一側(cè)邊與三角形壓板邊上接觸;6)鎖緊螺母。
4.2 三臺肩側(cè)面加工
通過定位元件與工件內(nèi)孔配合,用鎖緊螺母將三角形壓板將工件壓在轉(zhuǎn)盤平面上,這樣保證平行度及對稱度。使用臥式銑床進行兩側(cè)面同時加工,主軸上裝上兩把三面刃銑刀,該銑刀中間有一間距控制套,控制兩側(cè)位置。通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤加工另外兩臺肩的側(cè)面。
4.3 加工方案改進后產(chǎn)品質(zhì)量及效率的跟進
改進加工方案后,仍采用原來檢測方法,在檢測過程中工件三臺肩的對稱度、角度均達到圖紙的要求,刀具耗損有了明顯減少,日產(chǎn)量由幾十件增加到130件。只有少量工件在加工過程中由于操作者失誤造成廢品。通過加強管理、加強鍛練,將廢品率控制在1%以下,確保生產(chǎn)正常進行。
5 結(jié)論
通過對壓盤加工方案的改進,使生產(chǎn)效益得到提高。
a.通過改進加工方案使車、銑工兩專業(yè)都能得到鍛煉,充分利用兩專業(yè)人力和設(shè)備資源,提高了生產(chǎn)力。
b.采用工序分散專用夾具進行生產(chǎn),使學生操作簡單、尺寸精度容易保證,符合學生生產(chǎn)技術(shù)能力,提高生產(chǎn)效率。
參考文獻:
[1]薛源順.機床夾具設(shè)計[J].上海市機電工業(yè)學校,2001.
[2]張夢欣.機床夾具[M].中國勞動社會保障出版社,2007.