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        車削制動(dòng)蹄摩擦片液壓夾具的方案分析

        2020-04-23 11:12:56長(zhǎng)春科技學(xué)院吉林長(zhǎng)春130600劉振利朱曉剛
        金屬加工(冷加工) 2020年4期
        關(guān)鍵詞:形槽壓塊摩擦片

        ■ ■長(zhǎng)春科技學(xué)院 (吉林長(zhǎng)春 130600) ■劉振利 劉 剛 朱曉剛

        ■ 東北工業(yè)集團(tuán)吉林東光奧威汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司 (吉林長(zhǎng)春 130012)

        制動(dòng)蹄摩擦片是汽車剎車系統(tǒng)中的部件,由于其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在車削摩擦片的時(shí)候,其安裝和夾緊方式有一定的不便之處,特別是大批量生產(chǎn)時(shí),以往多數(shù)采用的是手動(dòng)夾緊,大大影響了工作效率,有時(shí)裝夾時(shí)間甚至大于加工時(shí)間。針對(duì)這種情況,有必要設(shè)計(jì)一種定位準(zhǔn)確、便于安裝及能夠自動(dòng)夾緊的夾具。

        1. 產(chǎn)品特點(diǎn)及裝夾問(wèn)題分析

        圖1是汽車剎車系統(tǒng)中制動(dòng)蹄總成結(jié)構(gòu),制動(dòng)蹄總成的總體結(jié)構(gòu)為類似半圓形結(jié)構(gòu),由蹄鐵、筋板和摩擦片組成。蹄鐵里面是上下兩塊筋板,筋板的兩端有直徑不相等的圓弧,每個(gè)筋板上有兩個(gè)相同的通孔。蹄鐵的外圓是一層耐磨材料的摩擦片,該摩擦片裝到蹄鐵外圓上之后,需要對(duì)其進(jìn)行車削加工。由于考慮到產(chǎn)品質(zhì)量和尺寸,車削工序采用立式數(shù)控車床加工。

        定位方式:該產(chǎn)品筋板兩端的圓弧為加工后的尺寸,并且摩擦片的外圓有一定的精度要求,所以要采用兩個(gè)圓弧面作為定位面。

        圖1 制動(dòng)蹄總成示意

        夾緊方式:該工件的車削難點(diǎn)在于夾緊方式,由于是半圓結(jié)構(gòu),并且摩擦片幾乎是全覆蓋在蹄鐵外圓面上的,不便于夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在筋板上有兩個(gè)孔(兩個(gè)孔對(duì)圓心距離不相等),可以利用這兩個(gè)孔,經(jīng)過(guò)一些機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。

        2. 具體實(shí)施方案

        本方案主要提供一種用于制動(dòng)蹄摩擦片車削加工自動(dòng)夾緊夾具,制動(dòng)蹄摩擦片在裝夾夾緊的時(shí)候,將兩個(gè)制動(dòng)蹄相對(duì)安裝在夾具上,通過(guò)車床主軸內(nèi)的液壓缸拉動(dòng)夾具上的壓板,經(jīng)過(guò)中間的斜鐵和連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,改變力的方向后,夾緊工件,完成產(chǎn)品的切削加工。

        夾具結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)如圖2~圖9所示,夾具底板下面安裝有3塊等高的墊塊,同時(shí),在相應(yīng)位置上安裝有4個(gè)相同的支撐座(見(jiàn)圖4),支撐座上裝有圓柱銷,夾具底板上安裝有一塊T形槽底座(見(jiàn)圖5),一個(gè)大孔定位柱和兩個(gè)小孔定位柱,在兩個(gè)小孔定位柱中間裝有頂塊,4個(gè)T形滑塊(見(jiàn)圖6)分別裝在T形槽底座的兩個(gè)T形槽內(nèi),可以分別在T形槽內(nèi)滑動(dòng),兩個(gè)斜鐵壓塊(見(jiàn)圖6)裝在T形滑塊上,壓板通過(guò)長(zhǎng)柱銷裝在斜鐵壓塊上。在壓板中間穿過(guò)一個(gè)拉桿,拉桿上端由上螺母、下螺母鎖緊,下端通過(guò)拉桿聯(lián)接銷聯(lián)接在聯(lián)接桿上一端。聯(lián)接桿另一端通過(guò)聯(lián)接桿銷和立柱聯(lián)接,立柱裝在夾具底板下面。主軸拉桿上端通過(guò)主軸拉桿銷與聯(lián)接桿聯(lián)接(見(jiàn)圖7),另一端通過(guò)螺紋安裝在車床主軸內(nèi)的液壓缸推桿里。4個(gè)拉緊爪(見(jiàn)圖5)由4個(gè)活動(dòng)銷分別和4個(gè)T形滑塊聯(lián)接,4個(gè)固定銷分別穿過(guò)4個(gè)拉緊爪的鍵槽孔,和T形槽底座上的4個(gè)固定座聯(lián)接。

        之所以設(shè)計(jì)主軸拉桿和聯(lián)接桿的結(jié)構(gòu),是由于壓板中心和車床主軸不同心,也就是聯(lián)接桿的軸心和夾具回轉(zhuǎn)中心不同心,通過(guò)該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換后可以保證壓板作用在斜鐵壓塊上的力盡可能相等,從而保證經(jīng)過(guò)T形滑塊作用在4個(gè)拉緊爪上的力相等。

        在車削制動(dòng)蹄摩擦片時(shí),將該套夾具安裝在車床主軸臺(tái)面上,找正夾具(工件)回轉(zhuǎn)中心與車床主軸同軸,夾具處于松開(kāi)狀態(tài)(見(jiàn)圖3)。工件(制動(dòng)蹄摩擦片)裝到夾具上之前,先將兩個(gè)拉桿銷(見(jiàn)圖8,為了便于安裝,拉桿銷兩端通用)分別串到工件上筋板1孔、下筋板2孔里,然后將兩個(gè)工件分別從夾具外側(cè)裝到夾具上(見(jiàn)圖9),工件下邊緣置于支撐座的圓柱銷上(見(jiàn)圖7),工件的大半圓弧與大定位柱上定位面、下定位面接觸,小半圓弧和定位柱上定位面、下定位面接觸,完成定位。

        3. 工作過(guò)程

        按動(dòng)液壓夾緊時(shí),主軸拉桿在液壓拉力作用下向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)接桿繞著聯(lián)接桿銷向下旋轉(zhuǎn),拉桿在聯(lián)接桿帶動(dòng)下,拉著壓板向下運(yùn)動(dòng)。壓板經(jīng)過(guò)長(zhǎng)柱銷作用到斜鐵壓塊上,斜鐵壓塊在壓力作用下,斜鐵壓塊斜面和T形滑塊斜面相互作用,T形滑塊在T形槽內(nèi)向外(遠(yuǎn)離工件圓心方向)運(yùn)動(dòng),拉緊爪在T形滑塊的作用下,繞著鍵槽孔內(nèi)的固定銷向著工件上的拉桿銷方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),直到拉緊爪半弧面與拉桿銷接觸,4個(gè)拉桿銷在拉緊爪向工件內(nèi)拉緊力的作用下,將工件拉緊,完成工件的定位夾緊(見(jiàn)圖9)。即可對(duì)制動(dòng)蹄外表面上的摩擦片進(jìn)行切削加工。

        圖2 夾具三維軸測(cè)圖

        圖3 夾具松開(kāi)狀態(tài)俯視

        圖4 支撐座示意

        圖5 拉緊爪和T形槽底座的示意

        圖6 斜鐵壓塊、T形滑塊及裝配示意

        圖7 夾具剖視

        圖8 拉桿銷

        圖9 夾具夾持工件示意

        松開(kāi)工件時(shí),按動(dòng)液壓松開(kāi)時(shí),主軸拉桿經(jīng)過(guò)聯(lián)接桿帶動(dòng)拉桿向上運(yùn)動(dòng),拉桿帶動(dòng)壓板向上運(yùn)動(dòng),斜鐵壓塊向上運(yùn)動(dòng),斜鐵壓塊的T形凸臺(tái)和T形滑塊的T形槽之間相互作用,帶動(dòng)T形滑塊向里側(cè)運(yùn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)拉緊爪向里側(cè)運(yùn)動(dòng)。拉緊爪繞著鍵槽孔內(nèi)的固定銷向遠(yuǎn)離拉桿銷的方向旋轉(zhuǎn),拉緊爪半圓弧位置處于向下、向外運(yùn)動(dòng),離開(kāi)拉緊爪,運(yùn)動(dòng)到松開(kāi)位置,此時(shí)可以卸下工件,拔出工件筋板上的拉桿銷,完成工件加工,夾具處于松開(kāi)狀態(tài)(見(jiàn)圖3)。

        該夾具的優(yōu)點(diǎn)在于利用斜鐵和連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,改變力的方向后,采用液壓夾緊代替手工夾緊,工件夾緊更穩(wěn)定,裝夾效率更高,減少裝夾時(shí)間,提高了產(chǎn)能。該夾具除了用于制動(dòng)蹄摩擦片的車削加工外,在具有半圓特征產(chǎn)品的外圓車削加工,或其他需要將軸向夾緊力轉(zhuǎn)換為徑向夾緊力的場(chǎng)合也可以提供借鑒作用。

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