【前言】隨著科學技術的巨大進步及社
會生產力的迅速提高, 機床夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。面對我國經濟近年來的快速發展, 機械制造工業的壯大, 使得作為制造工業重要裝備的各類機加工設備也有了許多新的變化。特別是作為機械制造中裝夾工件的工藝裝備(夾具),在機械化大生產的趨勢下顯的尤為重要, 因為夾具是機械加工生產中不可缺少的重要部分。
1 零件的工藝分析
如圖1所示沖片刀座零件,在該零件上有兩組對稱且互成45°的φ6斜孔。按照零件的工藝要求,根據現有的數控銑床設備,要完成兩組φ6 斜孔的加工具有相當高的技術難度, 而且可能導致產品的廢品率高的問題。
2 夾具的制作與調試
分析圖紙中零件的特點。零件中有斜孔,如果在普通的立式銑床裝夾加工,其定位及尺寸公差難以解決。目前,通過設計機床夾具裝夾工件再加工成為最有效的途徑。零件中的斜孔相互間互有尺寸、形位關系, 同時可以通過利用夾具對零件的裝夾將斜孔轉化成在銑床中加工直孔的加工形式。于是根據零件圖紙中的相關工藝尺寸要求及加工形式等因素,設計出如圖2所示加工夾具,其主要由兩部分構成:零件夾緊機構及對稱斜孔分度定位機構。
2.1 夾具夾緊機構
考慮到工件在銑床上進行加工, 切削力比較大等因素, 要求夾具夾緊機構具有足夠的強度, 因此在安裝工件的對稱分度盤通過M10內六角螺栓及壓塊鎖緊安裝于鎖緊軸中。
夾具機構裝配圖如圖2所示。通過轉動手柄2旋轉松緊螺栓3,帶動斜楔軸5左右移動來控制鎖緊軸14上下運動,從而達到夾緊或松開對稱分度盤。
在對圖紙中零件進行切削加工的過程中,必須要對零件夾緊并有效地定位。該機床加工夾具中,將加工工件12通過定位銷(其緊定于對稱分度盤中)與和M5緊定螺釘11與對稱分度盤9進行有效定位安裝和固定。利用底座1 定位槽安裝定位分度塊6 將與定位分度盤的卡口槽配合定位, 限制定位分度盤轉動。旋轉手柄2帶動M10松緊螺栓3轉動(松緊螺栓穿過端面軸承4,避免在拉緊時其對底座左表面造成損壞),使斜楔軸5向左移動同時控制鎖緊軸14向下運動,定位分度盤與鎖緊軸配合安裝并通過壓塊10和M10固定螺釘13壓緊,從而限制了定位分度盤的六個自由度,保證工件加工工藝。若要松開,只需將手柄往反方向轉動,推動斜楔軸向右移動, 此時鎖緊軸受壓縮彈簧15的彈力向上運動,并且將定位分度塊從定位分度盤卡口槽中分離出來即可。
壓縮彈簧的選擇: 由于該彈簧的主要作用是在松開鎖緊軸時使其向上移動,因此彈簧需有足夠的彈力但又能不影響鎖緊。根據底座零件的相關設計尺寸及參考圓柱螺旋壓縮彈簧的尺寸及參數( G B /T2089-1994、GB/T1358-1993)及壓縮彈簧幾何尺寸計算(GB/T1239.6-1992)將彈簧相關參數確定為:線徑為3.5mm,節距為7mm,有效圈數為5.5,自由高度為42mm。
2.2 夾具對稱分度機構
由于零件上的兩組斜孔是相互對稱的,因此在設計夾具時要充分利用該特性,以便于將來在銑床上加工。由于在夾具夾緊機構的設計中已經確定, 工件在完成加工之前始終緊固于對稱分度盤中。根據兩組斜孔的特性以及采取的加工形式, 其對應孔在加工時位置必須一致。據此,在加工完一組斜孔后, 只需把對稱分度盤旋轉180°就可以加工另一組斜孔。結合前面夾緊機構的方案, 在對稱分度盤中設計出其旋轉180°定位槽。
對稱分度機構與工件裝配, 分別利用定位銷、緊定螺釘將工件與對稱分度盤定位固定安裝, 并將定位分度塊插入對稱分度盤的任一卡口槽中。
加工完一組斜孔后, 將定位分度塊從對稱分度盤的卡口槽中抽離出來, 并將對稱分度盤從夾具機構稍微松開, 轉動對稱分度盤使其另一卡口槽能夠與定位分度塊配合安裝, 同時推動定位分度塊插入卡口槽中。將夾具中各松開的零件從新夾緊固定, 便可以進行下一組斜孔的加工。
3 使用效果
目前,該機床夾具已應用于裝夾零件加工中。從加工情況看,工件可以在一次對刀的情況下完成加工,有效地控制加工誤差。該套機床夾具將夾緊機構與分度機構有機地聯系起來,根據工件零件結構特點,利用定位銷定位, 緊固螺栓將工件與對稱分度盤固定, 可以避免直接夾緊工件而造成對其損傷, 通過定位分度塊與對稱分度盤的卡口槽的相互配合,既可以解決夾緊機構限制工件加工定位的六個自由度, 實現完全定位的問題, 又可以實現對稱分度盤在轉動過程中的分度(180°旋轉)定位問題。
結束語
該夾具結構簡單, 定位精確, 操作方便,對于對稱斜孔的加工具有較好的效果。大大減少了輔助時間, 降低了操作者的勞動強度,提高了生產效率和產品的合格率。通過實際機加工證明, 使用該工裝夾具加工出來的零件, 均能達到設計圖樣的工藝要求。
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