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        加工四通閥兩對(duì)稱端面的雙工位銑夾具設(shè)計(jì)

        2017-09-03 10:57:36惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉昌鵬
        電子世界 2017年16期
        關(guān)鍵詞:四通端面工位

        惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉昌鵬

        加工四通閥兩對(duì)稱端面的雙工位銑夾具設(shè)計(jì)

        惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉昌鵬

        四通閥屬箱體類零件,具有體積大、形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高等特點(diǎn),屬于機(jī)械零件中的難加工零件。本文針對(duì)該零件加工中的銑兩對(duì)稱端面設(shè)計(jì)了一套雙工位銑夾具,可以大大提高裝夾效率,有效保證加工精度。

        銑床夾具;雙工位;對(duì)稱端面

        一、提出問(wèn)題

        四通閥殼體上具有交叉孔系,需要從兩個(gè)方向?qū)α慵M(jìn)行加工,同時(shí)還要保證各表面較高的相互位置精度,給加工帶來(lái)了很大難度。零件結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

        圖1 四通閥零件結(jié)構(gòu)圖

        圖2 四通閥零件第6工序圖

        零件加工第一道工序的定位基準(zhǔn)選擇是整個(gè)零件工藝過(guò)程中的重中之重,整個(gè)工藝過(guò)程一般應(yīng)遵循“基準(zhǔn)先行”和“先面后孔”的要求。

        該零件的加工過(guò)程詳見(jiàn)表1。表中僅列出本文所述銑加工夾具所在工序及其前續(xù)基礎(chǔ)工序,其他工序未列出。

        表1 四通閥加工工藝過(guò)程卡

        本文所探討的任務(wù)就是設(shè)計(jì)第6工序中銑對(duì)稱端面所用的雙工位銑夾具。

        二、分析問(wèn)題

        第6工序的銑加工有兩個(gè)工位:分別銑削H端面和G端面。若按一般做法,在銑完一個(gè)端面后將工件取下,重新裝夾對(duì)刀,再銑另一個(gè)端面,則很難保證圖紙所要求的位置精度。為此,此工序需要設(shè)計(jì)一個(gè)雙工位夾具,在盡可能少拆裝工件的狀況下完成兩相對(duì)端面的銑削,保證零件所要求得位置精度,同時(shí)提高裝夾速度和加工效率。其工序圖見(jiàn)圖2。

        設(shè)計(jì)此雙工位夾具仍按一般夾具的設(shè)計(jì)思路:設(shè)計(jì)定位方案及定位元件,設(shè)計(jì)夾緊方案及夾緊元件,設(shè)計(jì)對(duì)刀方案及對(duì)刀元件,設(shè)計(jì)夾具與機(jī)床的對(duì)定方案及對(duì)定元件。具體見(jiàn)下述。

        三、解決問(wèn)題

        根據(jù)上述對(duì)加工內(nèi)容的分析,設(shè)計(jì)此夾具的構(gòu)思是:選用X62臥式銑床,用端面銑刀從側(cè)面進(jìn)行銑削。先銑完H面后,將工件旋轉(zhuǎn)180度,使G面正對(duì)銑刀,銑G面。夾具由固定部分和旋轉(zhuǎn)部分組成,固定部分用于將整套夾具固定在工作臺(tái)上,旋轉(zhuǎn)部分則用于安裝工件。旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)后用定位插銷定位,用壓板壓緊。

        1.定位方案及定位元件

        工件的定位是一個(gè)完全定位方案,并且做到了工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。

        定位裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

        圖3 四通閥第6工序定位圖

        圖4 四通閥第6工序夾緊機(jī)構(gòu)圖

        2.夾緊方案及夾緊元件

        (1)該夾具在專用定位心軸上設(shè)計(jì)螺桿,用螺母和開(kāi)口墊圈壓緊工件;

        (2)銑削H平面時(shí)走刀方向從左到右,銑削G平面時(shí)走刀方向從右到左,部分切削力可由兩支承釘承擔(dān),故不需增加其他方向夾緊力。

        (3)旋轉(zhuǎn)盤(pán)與固定座間也需要壓緊,用兩螺釘螺旋方式壓緊。

        夾緊裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

        3.對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)

        (1)擬采用標(biāo)準(zhǔn)的圓形對(duì)刀塊沿Y向?qū)Φ?,以保證工序尺寸82mm。對(duì)刀塊用螺釘固定在夾具體固定底板上,并進(jìn)行相應(yīng)尺寸調(diào)整5;

        (2)由于該夾具是雙工位夾具,故有兩個(gè)對(duì)刀尺寸,一個(gè)是加工H平面的對(duì)刀尺寸,一個(gè)是加工G平面的對(duì)刀尺寸;

        (3)加工H平面時(shí)G平面尚有3mm的加工余量,故對(duì)刀尺寸為85mm。旋轉(zhuǎn)180度后加工G平面保證82mm尺寸。

        (4)對(duì)刀時(shí)配合使用3mm塞尺。

        具體對(duì)刀裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。

        圖5 四通閥第6工序?qū)Φ冻叽绲拇_定

        圖6 四通閥第6工序?qū)Χㄑb置結(jié)構(gòu)

        4.夾具與機(jī)床的對(duì)定設(shè)計(jì)

        (1)夾具體使用標(biāo)準(zhǔn)A型對(duì)定鍵與銑床工作臺(tái)中央梯形槽對(duì)定。

        (2)該夾具是雙工位夾具,旋轉(zhuǎn)部分與固定部分用插銷進(jìn)行對(duì)定。

        具體對(duì)定裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。

        圖7 四通閥雙工位銑夾具固定座結(jié)構(gòu)圖

        5.夾具體的設(shè)計(jì)

        (1)根據(jù)多年機(jī)械加工經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)夾具體時(shí)最好要考慮防塵防屑,本夾具主要考慮轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)與固定座間的防塵防屑。為此,我們?cè)谵D(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)下邊沿設(shè)計(jì)了防塵裙邊,防塵裙邊將固定座凸起部分罩住,灰塵、鐵屑等就不會(huì)進(jìn)入夾具旋轉(zhuǎn)部分了。

        (2)夾具體上均設(shè)計(jì)了凸臺(tái),這樣可大大減少加工面積。

        (3)夾具體底部懸空,既節(jié)約材料,同時(shí)還可增加夾具安裝穩(wěn)定度。

        夾具體固定座結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7,夾具體轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8。

        6.夾具裝配圖

        完成上述機(jī)床夾具常規(guī)各部設(shè)計(jì)后,將各組成部分裝配到家具體上,再配套定位心軸與旋轉(zhuǎn)盤(pán)的連接、旋轉(zhuǎn)盤(pán)與固定座的壓緊,整套夾具就設(shè)計(jì)完成了。整套夾具包含22種共41個(gè)零件,其中標(biāo)準(zhǔn)件37個(gè),標(biāo)準(zhǔn)化率達(dá)90%以上。

        具體夾具裝配圖見(jiàn)圖9。

        圖8 四通閥雙工位銑夾具轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)圖

        圖9 四通閥第6工序銑夾具總裝圖

        7.夾具的使用操作方法

        夾具的使用操作方法請(qǐng)對(duì)照裝配總圖理解,具體若下。

        (1)本夾具的夾緊采用常用的螺旋夾緊機(jī)構(gòu),工件的夾緊操作極為簡(jiǎn)單。

        (2)本夾具采用雙工位加工,加工H平面的第一工位完成后,松開(kāi)梯形槽螺栓5上的螺母4,將轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)180度,再插入削邊定位銷,擰緊螺母4即可進(jìn)行第二工位的加工。

        四、總結(jié)與思考

        本夾具最大特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)雙工位加工,以有效保證工件兩對(duì)稱端面的垂直度要求和很高的兩孔同軸度要求。而達(dá)此目的的主要措施是讓夾具具備180度旋轉(zhuǎn)功能。

        為了防塵,本夾具設(shè)計(jì)了裙邊,可以防止切屑、灰塵侵入。這也是本夾具設(shè)計(jì)的一個(gè)亮點(diǎn)。

        [1]張秀珍,晉其純.機(jī)械加工質(zhì)量控制與檢測(cè)[M].北京大學(xué)出版社,2008.

        [2]梁炳文.機(jī)械加工工藝與竅門(mén)精選[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

        劉昌鵬(1976—),男,湖北荊門(mén)人,工學(xué)碩士,惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系講師,主要從事CAD/CAM軟件應(yīng)用、數(shù)控機(jī)床電氣控制、模具設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域的教學(xué)與研究。

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