|
變速箱體加工孔系多，同軸度要求高，跨距大，在傳統(tǒng)工藝上加工過程中需要多次裝夾和更換刀具，在臥式鏜銑加工中心上加工成本高，選用在立式加工中心進(jìn)行加工較為合適。
4 s0 F" k3 ?7 B4 R
而針對這些問題，某汽車廠商向一家夾具供應(yīng)商尋求幫助并提出變速箱新品的非標(biāo)要求。 5 f: X( @: \* B' B9 W8 ~; q4 T
首先是對加工零件進(jìn)行了加工工藝分析： - g* Z( K. G* K/ _# D1 L$ h# y
圖1 變速箱體結(jié)構(gòu)
8 J2 k9 l. R, t8 Q, q/ I* O
變速箱體結(jié)構(gòu)如圖1所示。 長寬高約：425mm×210mm×105mm 材料：HT200 硬度：190HBS
) |/ M. A$ x6 P* C
箱體兩側(cè)面有四組軸承孔：2-ϕ80J7、2-ϕ47J7、ϕ52J7、3-ϕ40J7 孔口周圍分布有多個大小不一的光孔和螺孔:3-ϕ10、4-ϕ14、4-M10-6H、12-M6-6H 7 e. C' |2 P8 c! G$ ?& [
軸承孔和底面的表面粗糙度：Ra1.6 零件兩側(cè)面凸臺位置和螺孔：Ra6.3 其余面為鑄件面。 ; N( ^+ F8 n* ?; i, z3 ~4 G
B公司分析得出:零件的加工精度要求較高，一組軸承孔之間的跨距較大，而且存在同一軸線上的孔徑大小不一的情況。立式加工中心由于受到刀具和Z向行程的限制，兩面的孔必須翻面才能完成加工。為了能保證其同軸度，根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，工藝要求統(tǒng)一以三面定位裝夾，以尺寸100的軸線為翻轉(zhuǎn)軸線，對工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)加工。在此工序之前，其上各三個基準(zhǔn)表面已經(jīng)精銑完成。 ! n+ S% h: O( V
非標(biāo)要求NO.1：棄用在臥式鏜銑加工中心加工的傳統(tǒng)工藝，選用在立式加工中心上加工工件。
4 @# d% e% f) I9 O
非標(biāo)對策：根據(jù)對零件結(jié)構(gòu)尺寸要求及加工工藝的要求，研究設(shè)計一種在立式加工中心上加工變速箱的專用夾具。 7 D, w. n2 [3 R
非標(biāo)要求NO.2：零件加工時每加工一個面，就要重新?lián)Q夾，這樣無疑是延長機床停機時間和增加工人操作難度。
. n$ u- i5 s4 @4 Q- A7 d' W9 G
非標(biāo)對策：常用的立式加工中心一般可實現(xiàn)三軸三聯(lián)動,軸線方向不能旋轉(zhuǎn),零件一次裝夾卻不能完成上下兩底面和各側(cè)面孔的加工，可以給夾具增加旋轉(zhuǎn)裝置，通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)工件一次裝夾就能完成多個面的加工。 8 [5 _" H, e6 X! D3 b0 K& _
非標(biāo)要求NO.3：那旋轉(zhuǎn)裝置通過什么去實現(xiàn)，每個面的加工定位精度又怎么去保證？
; L. @3 Q( `/ R1 Y; R- H) n- z1 Y3 V3 T
非標(biāo)對策：旋轉(zhuǎn)裝置需要設(shè)計液壓系統(tǒng)來配合完成，加工定位精度要求在夾具設(shè)計定位裝置的時候就需要考慮進(jìn)去了。 ; B: @# v( U. v
接下來具體地介紹此次變速箱體專用夾具設(shè)計方案。 + h5 j! X" ~) f1 F$ w
夾具設(shè)計方案1. 定位與裝夾
2 o: Y8 m4 \4 {% t P- n8 G) s3 T& M1 e
(1)定位方式的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及加工工藝,設(shè)計采用平面定位,以夾具體上的3個支撐板和1個支撐釘,在夾具體上對變速箱實現(xiàn)完全定位。
' V3 e/ T( d6 B7 k6 z4 \% T C
(2)夾緊方式的選擇 采用雙液壓缸進(jìn)行夾緊,裝夾快速平穩(wěn),大大降低了勞動強度,滿足大批量生產(chǎn)要求。
: f: u! x- H* X$ y* _
2. 夾具的工位旋轉(zhuǎn)4 p- a4 C% O6 m* _% Z
3 r0 d2 o2 O1 c5 n5 {/ z由于三軸聯(lián)動的立式加工中心工作臺和Z軸方向不能旋轉(zhuǎn),工件不能一次裝夾加工完兩面的孔系,需要旋轉(zhuǎn)180°才能完成另一面孔系的加工。 2 m" O- \3 l/ |1 T( f3 e! I! Z" c
夾具增加旋轉(zhuǎn)裝置,旋轉(zhuǎn)軸的中心與工件尺寸100的軸線所在的水平面重合,采用擺動液壓缸進(jìn)行旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度快而穩(wěn),旋轉(zhuǎn)角度精準(zhǔn)。 t% O0 S6 F* E! h2 i% b
3. 夾具的工作和結(jié)構(gòu)原理' e5 m2 o' g1 ~6 H m
) p1 t: {% H9 w2 P4 a/ U
該夾具的機械部分主要由底座、定位裝置、夾緊裝置、旋轉(zhuǎn)裝置等部分組成。 2 V& }+ y1 p; j+ n- _
底座是承裝各部件、與機床連接的重要部件,夾具調(diào)整好后通過機床T型槽上的螺釘把底座固定在機床工作臺上。 , ?6 C( J' W! r: E( |, n
定位裝置由夾具體、定位塊和定位釘組成,如圖2所示,定位塊和定位釘安裝在夾具體上,底面定位塊4、6和側(cè)面定位塊14、定位釘7限制了工件的六個自由度,對工件進(jìn)行完全定位。
9 @# f1 i% k! S4 G4 a& ?
1. 底座 2.夾具體 3.旋轉(zhuǎn)連接盤 4.定位塊 5.工件 6.定位塊 7.定位釘 8.旋轉(zhuǎn)連接盤 9.油缸連接盤 10.擺動液壓缸 11.油缸底座 12.夾緊油缸 13.夾緊油缸 14.定位塊 15.吊環(huán)
" y0 m" i6 d0 [0 x5 p* K4 p
圖2 夾具結(jié)構(gòu)裝配圖
2 ^$ h) B- A5 P2 Z% @
夾緊裝置由兩個安裝在夾具體上的轉(zhuǎn)角油缸組成,夾持速度快,定位準(zhǔn),可對工件快速裝夾、快速打開。轉(zhuǎn)角油缸自帶壓板,可以直接對工件進(jìn)行夾緊和松開,因此夾具不需要另設(shè)夾緊元件,油缸壓板可以設(shè)定任意角度的旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角度大小的設(shè)定只要與工件夾緊和工件裝卸時不發(fā)生干涉即可。 . b! t* `$ g3 G& o7 U; r- h% X1 t1 x
旋轉(zhuǎn)裝置是該夾具的核心部分,其主要作用是工件加工完一面后對夾具體進(jìn)行180°的旋轉(zhuǎn)以便對工件另一面的加工。
- t! E3 w3 I: Z8 b* ^# t8 g
如圖2所示,夾具體通過兩端的旋轉(zhuǎn)連接盤與底座的兩個立柱連接,再通過油缸連接盤與擺動液壓缸相連,擺動液壓缸的動作由液壓系統(tǒng)控制。
% {7 v* J4 e. S" h4 F& M9 G
4. 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計
! a5 c$ _( x- z
& z9 h7 c/ v( _, w: o3 [& T3 S夾具的夾緊方式和工位旋轉(zhuǎn)均采用液壓傳動控制。如圖3所示為該液壓控制系統(tǒng)的原理圖。工作時,電機帶動油泵回轉(zhuǎn),液壓油從油箱1經(jīng)過吸油過濾器6進(jìn)入回路中,二位四通電磁換向閥11通電,壓力油經(jīng)過電磁換向閥11進(jìn)入液壓缸14和15的有桿腔,夾緊工件。 3 i: }- X$ c3 F5 m$ P: X# {. J
圖3 液壓控制系統(tǒng)的原理圖
0 z. r7 M6 D6 `) K4 |5 M* {+ q9 q2 M, P
這時機床可以對工件進(jìn)行一面的加工,加工完一面后,三位四通電磁換向閥5中YV2通電,壓力油進(jìn)入擺動液壓缸2,液壓缸帶動夾具體使工件順時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)到180°時碰到限位開關(guān),YV2 斷電,液壓缸停止旋轉(zhuǎn),系統(tǒng)保壓,機床開始加工工件另一面。
: Z3 O% R" B+ E" o, B! V3 c
當(dāng)工件加工完畢后,電磁換向閥5中YV3通電,工件逆時針旋轉(zhuǎn)180°,旋轉(zhuǎn)到位后碰到限位開關(guān),YV3 斷電,工件復(fù)位,液壓系統(tǒng)保壓。 此時,二位四通電磁換向閥11斷電,壓力油經(jīng)換向閥進(jìn)入液壓缸11的無桿腔,松開工件。 1 Y) Y. ~2 I7 M3 s1 j
最后，設(shè)計出的夾具不僅滿足企業(yè)生產(chǎn)需要,還能減少了大量的加工輔助時間,提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益,更重要的是彌補了三軸聯(lián)動立式加工中心各軸不能旋轉(zhuǎn)的不足,具有很高的實用價值。 | 
發(fā)表于 2023-3-13 10:21:23
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
