門超++崔喜賀++王文龍++宋勁松++張?zhí)煨?+卞豪亮

摘 要：針對高壓活動彎頭體外形特殊，無法在滾道槽磨削加工中直接裝夾、定位的問題，探索基于CAD/CAM技術的磨削夾具數(shù)字化設計、仿真及編程方法，實踐證明，采用該方法可有效提高夾具的設計效率和加工質(zhì)量。

關鍵詞：磨削；夾具；CAD/CAM

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.254

1 引言

高壓活動彎頭體（以下簡稱“彎頭體”）是高壓活動彎頭的重要組成部分，也是彎頭中承受沖擊載荷最大、工藝最復雜的零件，其材料為35CrMo，基本結(jié)構如圖1所示，彎頭體整體成對稱狀，兩端各有一個接頭，接頭內(nèi)部軸向設有兩個滾道槽，由于彎頭體外形特殊，無法直接裝夾，滾刀槽的磨削工藝一直是一個難點，要想解決這一問題，就必須采用專用的磨削夾具，將彎頭體安裝在夾具中，并通過夾具準確定位在磨床上，實現(xiàn)滾道槽的順利磨削[1]。

專用磨削夾具多數(shù)零件是非標準件，采用傳統(tǒng)的機械設計與加工手段，設計效率低，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，因此這里將探索基于CAD/CAM技術的夾具數(shù)字化設計與加工方法，以期高效、快捷的解決這一技術難題[2]。

2 夾具的設計

（1）磨削夾具的結(jié)構。根據(jù)圖1所示的彎頭體結(jié)構，結(jié)合M250磨床的結(jié)構特點，設計如圖2所示的彎頭體磨削夾具，因夾具結(jié)構復雜，非標準件數(shù)量多，限于篇幅，此處僅以壓板為例，研究實現(xiàn)數(shù)字化設計與加工的工藝途徑。（2）基于Creo的壓板設計。Creo是美國PTC推出的新一代基于特征的參數(shù)化CAD/CAM軟件，具有設計靈活、效率高的特點，能從根本上解決企業(yè)在CAD應用中面臨的核心問題，從而真正將企業(yè)的創(chuàng)新能力發(fā)揮出來，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價值?；贑reo的夾具體CAD模型如圖3所示，壓板CAD模型如圖4所示。

3 夾具的數(shù)控仿真與編程

（1）基于MasterCAM X6的壓板數(shù)控仿真。MasterCAM X6是美國CNC公司開發(fā)的新一代CAD/CAM旗艦產(chǎn)品，具有卓越的數(shù)控仿真與編程能力，結(jié)合Creo軟件出色的設計功能，能極大的提高產(chǎn)品的設計開發(fā)效率，是一種新的CAD/CAM應用模式。MasterCAM X6提供了豐富的軟件接口，通過匯入操作，可直接導入Creo文件，圖5為導入的壓板CAD模型。壓板右側(cè)的耳板輪廓可先期通過耳板專用夾具裝夾，并在加工中心上完成外輪廓和內(nèi)孔的加工。此處著重研究壓板左側(cè)定位曲面的數(shù)控仿真與編程，通過右側(cè)耳板中心孔進行裝夾定位，采用φ12立銑刀、φ6立銑刀和φ4球頭銑刀分別進行粗加工、半精加工和精加工，刀具材料為硬質(zhì)合金，工藝上分別采用等高外形粗加工、平行粗加工、等高外形精加工和淺平面精加工，仿真過程如圖6所示。

（2）基于MasterCAM X6的壓板數(shù)控編程。如仿真出現(xiàn)問題，可重新對程序進行編制，然后再次進行仿真，直到順利完成仿真為止，當結(jié)果合理時，便可將刀具路徑數(shù)據(jù)交由后置處理程序處理，輸出指定數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控程序，此處以FANUC 0iM系統(tǒng)為例，生成的壓板數(shù)控程序如圖7所示。因數(shù)控加工仿真能模擬實際零件的加工過程，可有效避免各種加工事故，因而在CAM編程中具有不可替代的重要作用[3]。

4 結(jié)語

針對彎頭體在滾道槽磨削中難以裝夾、定位的問題，探索了基于CAD/CAM技術的磨削夾具數(shù)字化設計、仿真及編程方法，實踐證明，該方法能有高效、快捷的解決磨削夾具設計與加工中的問題，對其它類型夾具開發(fā)具有一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1]孫加偉.基于UG的模具電極用通用夾具結(jié)構設計與研究[D].華南理工大學，2013.

[2]歐陽可良.數(shù)控加工專用夾具設計[D].廣東工業(yè)大學，2012.

[3]周太平，康志成，夏翔.數(shù)控銑床與加工中心夾具設計[J].現(xiàn)代制造工程，2011（02）：91-95.

基金項目：2016年度承德市科技計劃自籌經(jīng)費項目“提高高壓活動彎頭體使用壽命的工藝研究”（201606A107）。

作者簡介：門超（1977-），男，碩士，講師，主要研究方向：機械設計制造及其自動化。endprint