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关于工装夹具在铣削加工中的合理运用

2019-06-22黄晓辉

学校教育研究 2019年11期
关键词:圆孔轴心示意图

黄晓辉

摘要:本文针对日常铣削加工中几种典型配件,通过研究图纸相关技术要求,选择合理的刀具与加工工艺,制作二类工装夹具,改变加工方式,在保证加工质量的条件下,寻找提高生产效率降低生产成本的工艺改进方法。

关键字:铣削,工装,质量,成本,工艺改进

前   言

在铣床工作中,要想把产品加工好,首先是工件的装夹要合理牢固,切削参数选择的正确,才能生产出合格的产品来。铣床加工的工件,形状复杂多样,装夹不合理、不牢固,在切削过程中,就会产生震动、抗力较大、进给速度较慢,而且实际产生的效果也会差很多,影响生产效率,甚至达不到工件的技术要求。后果严重的将造成工件松动、飞出,造成废品,甚至造成设备和人身伤害事故。于是我利用自己掌握的机床夹具和机制工艺学知识,在实际生产中,理论联系实际,大胆解决生产中的关键问题。

辅助块台阶面加工的工艺改进;

此件是个轴类件,分别有Φ35、Φ36、Φ35、Φ46等四个主要台阶圆组成。其中在Φ46台阶圆上有一个台阶平面与Φ8圆孔形成一个18°夹角,并且台阶平面与工件轴心距离为18mm。如图一所示:

图一  辅助块示意图

如图所示,A面为距离Φ46台阶146mm的φ8圆孔,B面为距离圆心18mm并于A面轴心形成18°夹角,宽为16mm的平面。车加工完成台阶圆以后,便要进行铣削加工,进而得到工件所需的最终结果。铣削加工过程可以分为以下几种方法。

第一种方法:先铣削B面台阶面,然后再夹持B面利用正弦钳旋轉18°钻削φ8圆孔。此方法虽然可以有效保证圆孔与台阶面的18°夹角,但是圆心距离台阶的146mm尺寸将难以保证,工件无法满足技术要求。

第二种方法:利用钳工划线,画出Φ8圆孔的位置线,将Φ8圆孔钻出,然后再画出B面与Φ8圆孔轴心18°夹角以及距离工件轴心18mm的线段,再上铣床将线段校正水平,然后铣削加工。此种方法弊端是:工序多。首先必须投入人工划线,且对划线要求很高,然后在钻孔过程中由于是在圆轴面上钻孔,在钻头对点时极容易导致钻头走偏,再者在铣床铣扁时校正工作量大,校正难。使用这种方法加工,加工效率非常低,对人工的要求极高,质量波动非常大,也同样使工件无法满足技术要求和公司对此工件的产量要求。

经过对此工件的仔细分析,我采用两步走的方法,很好地解决了此工件加工的质量和产量的要求。

首先我设计了一个钻模工装。如图二所示:

图二 钻模主体示意图

用Φ65圆钢,车外圆见光达Φ64,车台阶内孔Φ36*91mm以及Φ35与工件外圆间隙配合,同时车制E面与钻模主体内圆保证垂直。然后利用铣床铣削C面与钻模主体内圆轴心保证平行,再翻转180°铣削D面。用一片废旧盘刀硬质合金四方刀片焊接在D面上(如图F所示)。利用穿孔机在合金刀片上穿孔,再用线切割以C面以及E面为基准割出Φ8圆孔,保证与E面之间的距离为146mm。将工件穿入钻模内,利用快夹装置压紧工件端面,(此为钳工范畴在此不多赘述),这样就可以快速保质地完成Φ8圆孔的钻孔工作。

第二步设计铣削平面的工装。如图三所示:

图三 铣削工装主体示意图

工装高50mm,长154mm,厚度40mm。加工工装时,考虑到工装精度,所以不能一次加工到位,必须分步骤加工,避除因毛坯大余量铣削所产生工件变形问题。首先选用45#钢火焰气割下料160*55*45,正火后,铣削去除大余量单边预留2~3mm调质余量。调质处理。铣削精加工四面到尺寸50*40(重点保证H面和G面两面垂直);以及J面15mm、20mm;再铣削I面,此面为避空面,起到辅助块工件Φ36台阶圆让位作用。铣削完成后用线切割机床以H、G面为基准线割图示K面,即120°V形面,保证J面与V形面尖点之间的距离为17.5mm。因为工件有两个台阶圆为Φ35,所以采用它的半径值17.5mm,将工件放置在J面上,用平钳夹紧时V形面即可包夹住工件,方便铣削工件时员工的操作。最后在CNC机床上将18°缺口铣出(图示L处),到中心21.78mm。

工件与工装装夹示意图见图四:

图四:工件与工装示意图

蓝色体为工装主体,黄色体为Φ8圆柱销,土黄色为加工工件。将工件放置在工装上插入圆柱销,铣削图示平面即可达到图纸的技术要求。工装之所以采用50mm高度是因为平钳夹持高度为50mm,图三所示L面高度15mm,工件放置面半径17.5mm,铣削平面图纸要求18mm,那么三者相加15+17.5+18=50.5mm。正好高出工装和平钳0.5mm,这样在铣削时安全性得到有效保证。另外采用V形包夹,一个可以起到增加夹持接触面,另V形面在夹持时可以起到自动定心作用,轴类件一般均为负公差,采用V形包夹夹持自动定心,完全符合图纸所示的铣削面与轴心之间18mm的技术要求。

使用以上的两组工装,有效地提高了工件的质量与加工效率,降低了生产成本,圆满地完成了生产计划目标。

参考文献

1.郑修本《机械制造工艺学》江南大学机械工业出版社

2.魏  胜《铣工技师培训教材》北京机械工业出版社

3.刘小年《机械制图》湘机电高等专科学校

4.肖继德 陈宁平《机床夹具设计》江南大学机械工业出版社

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