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數(shù)控車薄片件夾具及加工 李宏 廣東機電職業(yè)技術學院廣東廣州 510515 摘要 本文就薄片工件在加工中存在的裝夾 車劉方法 面表高光 及車刀選擇的技術問 越 就自己在實際加工中的夾具設計 加工方法及刁其選擇解決問題方面 作一敘述 關健詞 數(shù)拉車床 薄片件 夾具 加工 刀具 引言 利用數(shù)控車床加工薄片零件 因裝夾問題經(jīng)常需要設計加工夾具及根據(jù)圖紙要求選擇 合理的刀具 如 圖一 所示 材料為防銹鋁合金 LFS 外徑 8100 毫米 內徑 a34 毫米 片 厚僅 4 毫米 為音箱裝飾圈 技術要求 1 R4 的圓弧面 內孔及斜口位高光 2 表面無刮傷和毛刺 3 其它面噴 細砂氧化香檳金色 工件的毛坯尺寸 厚度 4 5 毫米 中間有一直徑為 32 毫米的孔 外徑為 102 毫米 在 半徑 44 毫米處均布 4 個直徑 4 5 毫米的孔的薄圈 用沖床一次沖出 2 難度分析及工藝流程分析 2 1 從零件圖樣要求及材料來看 主要因為是薄片零件 其厚度僅有 4 毫米 材料為鋁 合金 硬度不高 并且批量較大 既要考慮如何保證工件在加工時的定位精度 又要考慮 裝夾方便 可靠 并且不能損傷表面 因此關鍵是解決零件的定位裝夾問題 2 2 根據(jù)零件圖樣 經(jīng)過工藝分析后 制定出以下加工工藝流程 2 2 1 沖床下料 2 2 2 銑床銑 R4 的圈弧深為 2 毫米 2 2 3 數(shù)控車床車平一側端面控制厚度 4 毫米 2 2 4 表面噴細砂氧化香檳金色 2 2 5 數(shù)控車床車 R4 弧面和直徑 88 毫米的外圓 2 2 6 數(shù)控車床惶內孔直徑 34 毫米和孔口直徑 39 毫米斜口位 從上述工藝流程來看 在第 S 步加工時 如用一般三爪撐著內孔的裝夾方法來加工 因為材料較薄 車削受力點與加緊力作用點相對較遠 剛性不足 引起讓刀和展動 而造 成 R4 的圓弧及直徑 88 毫米處外圓的表面達不到要求 在第 6 步加工時 因為以加工了 R4 的圓弧面 表面不允許劃傷 不可以再裝夾了 就算可以裝夾也會因為剛性不足的原因 造成內孔和斜口位表面達不到要求 因此在這兩步加工工序中要考慮如何裝夾定位的問題 3 夾其設計 如何保證零件定位準確 裝夾方便和加緊可靠呢 根據(jù)運動學可知 剛體在空間的任何 運動都可看成是相對于三個互相垂直的坐標平面 共有六種運動合成 這六種運動的可能 性稱為六個自由度 要使工件在空間處于相對固定不變的位里 就必須限制六個自由度 限制的方法 用相當于六個支承點的定位元件與工件定位基準面接觸來限制 我根據(jù)工藝 流程的分析經(jīng)過一番考慮 決定該工件采用一面兩銷的定位方案 因一面兩銷定位具有支承 面大 支承鋼度好 定位精度高 裝卸工件方便等優(yōu)點 夾具體平面為第一定位基準 限 制了工件的三個自由度 圓銷為第二定位基準 限制了工件的兩個自由度 另一個根據(jù)六點 定位原理 在實際中我設計了如 圖二 所示夾具 3 1 夾具結構 圖二 在第 5 步用數(shù)控車床車 R4 弧面和直徑 BS 毫米的外回時 設計了如 圖二 所示的夾具 3 1 1 件 1 為夾具主體 材料為 A3 鋼板 最大直徑為 I00 趕米的臺階型工件 3 1 2 件 2 為定位銷 材料為 45 號鋼 直徑為 4 45 毫米 4 個定位銷圓周均布 剛好與薄片工件上 的 4 個直徑 4 5 毫米的孔對應配合 使工件在夾具中定位及傳遞切削力 3 1 3 件 4 5 6 為改裝特制后的壓板組合休 其中件 4 為軟膠板 直徑 80 毫米 厚度 3 毫米 件 5 用 A3 鋼板制成 直徑 80 毫米 厚度 l2 毫米 件 6 為活動頂尖 件 4 與件 5 用 強力貓結劑粘合 然后在與件 6 的活動頂尖頭聯(lián)接并在聯(lián)接處焊接固定 3 2 零件定位裝夾方法及原理 圖二 件 1 夾持在數(shù)控車床的三爪卡盤上 臺階處靠卡爪 用百分表打表校正夾具體的外圓及端面 本夾具體以右端面為基準定位 限制了三個自由 度 工件 3 的 4 個直徑 4 5 毫米的孔與夾具體上的 4 個定位銷對正套人 一個定位銷限制了 兩個自由度 對稱的一個定位銷限制另一自由度 另兩個定位銷重復限制了兩個自由度 從六點定位原理來看 以上定位出現(xiàn)了重復定位 但因為工件上的各定位孔和夾具定位銷 的中心距精度很高 為了提高定位支承的穩(wěn)定性 采用了一面四銷定位 通過實踐加工證 明 這樣的 重復定位可以相容 工件在夾具中定位后一般應加緊 使工件在加工過程中保持已獲得的 定位不被破壞 本夾具通過壓板壓峨 尾座 使工件 3 得到較好的定位和夾緊 3 3 夾具結構在第 6 步用數(shù)控車床車內孔直徑 34 毫米和孔口直徑 39 毫米斜口位時 設 計了夾具 3 3 1 件 I 為夾具的主體 用 A3 鋼板制成 最大直徑為 200 毫米 厚度為 20 毫米的圓 餅型工件 右端面有一直徑 36 毫米 深為 7 毫米的孔 零件在惶孔時以便鎮(zhèn)孔刀可以徨通 孔 左端面有一直徑 170 毫米 深為 IO 毫米的孔 可用正爪撐夾 3 3 2 件 6 為定位銷 材料為 45 號鋼 直徑為 4 45 毫米 4 個定位銷圓周均布 3 3 3 件 4 為軟膠板 外回直徑 88 毫米 內孔直徑勸毫米 厚度 1 毫米 件 5 為壓板 用 A3 鋼板制成 最大直徑為 170 毫米 厚度為 12 毫米 中間有一錐孔 小端直徑 40 毫 米 大端直徑 70 毫米左右 件 4 與件 5 用強力貓結劑粘合 3 3 4 件 3 為螺絲 對稱兩個 中心距 120 毫米 用于件 1 夾具主體與件 5 壓板的聯(lián)接 3 4 零件定位裝夾方法及原理件 1 夾具主體在數(shù)控車床的三卡盤上用反爪夾持 靠卡爪 臺階處 用百分表打表校正夾具體的外圈及端面 本夾具體以右端面為基準定位 限制了三 個自由度 工件 2 的 4 個直徑 4 5 毫米的孔與夾具體上的 4 個定位銷對正套人 一個定位銷 限制了兩個自由度 對稱的一個定位銷限制另一自由度 另兩個定位銷重復限制了兩個自 由度 從六點定位原理來看 以上定位出現(xiàn)了重復定位 但因為工件上的各定位孔和夾具定 位銷的中心距精度很高 為了提高定位支承的穩(wěn)定性 采用了一面四銷定位 通過實踐加 工證明 這樣的重復定位可以相容 工件在夾具中定位后一般應加緊 使工件在加工過程 中保持已獲得的定位不被破壞 本夾具通過螺絲將壓板連接夾具主體 用壓板壓緊 使工 件 2 得到較好的定位和夾緊 4 實際操作 4 1 切削用盤及走刀路線選擇 4 1 1 外圓粗車時 主軸轉速每分鐘 1100 1200 轉 進給速度 F200 F350 反偏刀橫裝 與刀架上 采用橫向走刀一次加工完成 留梢車余量 0 1 0 2 毫米 4 1 2 外圓精車時 主軸轉速每分鐘 1100 1200 轉 為取得較好的表面粗糙度選用較低 的進給速度 F30 F45 采用縱向走刀一次加工完成 4 1 3 內孔及斜口粗車時 主軸轉速每分鐘 1100 1200 轉 進給速度 F200 F350 采用橫 向走刀由里向外一次加工完成 留精車余量 0 1 0 2 毫米 4 1 4 內孔及料口精車時 主軸轉速每分鐘 1100 1200 轉 進給速度 F30 F45 采用縱向 走刀由外向里一次加工完成 4 2 零件加工時的特殊處理 4 2 1 見 圖一 中 A B 兩處的倒角去毛刺利用刀具的固有幾何形狀輕碰 0 3 0 5 毫米 4 2 2 所有刀具均無卷屑植 切屑能順前刀面排離工件 以防切屑纏繞工件而刮傷加工 表面 4 3 加工時的注意事項 4 3 1 工件要夾緊 以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀 4 3 2 在車削時要加注柴油潤滑冷卻 以防沮度過高燒壞刀具 使加工表面大不到要求 4 3 3 遵守安全文明生產(chǎn) 5 結束 通過實際加工生產(chǎn) 證明加工生產(chǎn)工藝流程 夾具設計 刀共及切削用量選用合理 減少 了裝夾校正的時間 減輕了操作者的勞動雙度 提高效率 保證了加工后零件的質 f 平均兩臺 數(shù)控車床每周可加工成品五千件左右 考文欲 1 張恩生主編 車工實用技術手冊 江蘇科學技術出版社 1999 f2 白成軒主編 機床夾具設計新原理 機械工業(yè)出版社 1997