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气动镗孔夹具设计

2017-12-25李可张涛

绿色科技 2017年22期
关键词:减速器数控加工

李可+张涛

摘要:根据实际生产应用情况,在减速器设计、加工制造过程中,针对减速器箱体箱盖镗孔加工,设计、加工了一级齿轮减速器箱体镗孔所需的专用夹具,解决了减速器镗孔工序的装夹及加工难的问题,收到了较好的效果。

关键词:减速器; 镗孔夹具; 数控加工

中图分类号:TG756

文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)22014702

1 引言

工装夹具是工艺装备的重要组成部分,是工艺过程中最活跃的因素之一,并直接影响产品的质量、生产效率及加工成本。随着科学技术的不断进步,数控加工设备已经飞速发展起来,与之相适应的数控机床夹具也在不断地发展变化。国内数控加工设备已具有相当的规模,数控加工在生产中已占有较大的比重并将继续扩大,而与之对应的数控机床夹具也越来越受到重视。由于所加工的零件形状各异,用通用夹具难以装夹和保证加工质量,因此需根据加工零件设计专用夹具进行加工,以至于充分发挥设备的效能。笔者根据实际生产的情况,在减速器设计、加工制造过程中,设计加工出一级齿轮减速器箱体镗孔所需的专用夹具,解决了加工难的问题。

2 问题的出现

在实际生产中,由于加工条件所限,没有镗床,没有卧式加工中心,减速器壳体的两Φ28、Φ42孔不能加工。即使在立式加工中心或数控铣床上也不能用通用夹具装夹加工。为了能够顺利的完成任务,充分挖掘机床的潜力,还需设计一种专用夹具,在数控铣床上加工减速器壳体中Φ28、Φ42孔。

3 问题的分析与解决

3.1 设计思路

氣动镗孔夹具就是一个铣床镗孔专用夹具,安装在数控镗铣床的工作台上,可以较好地加工出所需的零件,获得效果不错。这样不仅减少了手工装夹时的力度不均匀,定位不精确的不确定因素。还大大减少了加工时的辅助时间,从而提高加工效率,以保证加工任务的按时保质的完成。

根据孔的用途和要求采用合盖加工保证孔的圆度,采用定尺寸的镗刀和机床本身定位精度保证两孔的平行度。

3.2 定位方式设计

由于该零件的加工在进行镗孔工序前,减速器下底面已经加工完成,并以底部2个Φ8固定孔作为工艺孔用来定位。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。采用一面两销的定位方式。两销,一个是圆柱销,另一个是菱形销(削边销),菱形销的长轴与两销的连心线垂直,两销的中心距等于壳、盖的定位销孔的中心距。综上所述,采用一面两销定位方式,两销均选用标准件。

3.3 夹紧机构设计

夹紧的目的:使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏,同时保证加工精度。

3.3.1 夹紧力的方向的确定

①夹紧力的方向应有利于工件的准确定位,而不能破坏定位,一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。

②夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致,以利于减少工件的变形。

③夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致,有利于减小夹紧力。

3.3.2 夹紧力的作用点的选择

①夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应,或在支承点确定的区域内,以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。

②夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。

③夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位,以提高工件切削部位的刚度和抗振性。

④夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。

由于选用气动夹紧,由需要的输出力换算出气缸的活塞面积F=n×P×S,公式中F是所需要的输出力,P是系统压力,S就是活塞面积了,n是安全系数,一般气缸水平使用取0.7,垂直使用取0.5,活塞面积出来了再换算成活塞直径,一般气缸使用直径表示。

659=0.7×0.8×(3.14×r×r)

计算得出直径,r低于20 mm,故选择Φ40 mm的缸径,由此可见,在夹紧情况下本夹具可以安全工作。

根据现场现有条件和实施成本,选用以压缩空气为动力源,气缸为执行机构,通过杠杆机构来实现简单、快速、有效的夹紧方案。

3.4 操作中应该注意的事项

(1)根据工艺,镗孔时,箱体、箱盖应该盒盖加工。盒盖时使用大平面加短锥销定位,螺钉锁紧。在锁紧过程中每个螺钉尽量均匀受力,以保证箱体、箱盖交界处完全接触。

(2)工件在安装到夹具上时应注意,箱体底面尽量垂直两定位销放入工艺孔,以达到一面两销的定位准确。

(3)按下气动夹紧开关,夹紧工件。在首件装夹时应调试夹具压紧块,以保证在气缸行程内能够压紧工件。

(4)在夹具使用中应定期检查和维护,保证夹具使用中的安全可靠,延长使用寿命。

4 结论

经过长期实践,证明所设计夹具能够较好地保证Φ28、Φ42两孔加工精度,能够快速地将工件定位和夹紧,减少辅助时间,明显提高加工效率。

参考文献:

[1]张亚明.机床夹具的分类与构成[J].科技资讯,2008(14):76.

[2]李庆余. 机械制造装备设计[M].2版.北京:机械工业出版社,2008.

[3]薛源顺.机床夹具图册[M].2版.北京:机械工业出版社, 2003.

[3]孙本绪.机械加工余量手册[M].北京:国防工业出版社,1999.endprint

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