快速装夹（精选3篇）
快速装夹 篇1
0 引言
随着环保标准的不断提升, 排放法规日益严格, 低油耗成为汽车行业的重要发展目标[1]。传统定排量机油泵以发动机怠速时的机油需求量为设计依据[2], 供油量随发动机转速变化线性增加, 高速时输出油量过多, 浪费机油泵功耗。使用变排量叶片机油泵 (如图1所示) , 可以减少机油泵的功率消耗, 使机油泵的供油量与发动机的实际需求量相匹配。从国外相关的研究报告来看, 采用变排量机油泵一般能降低乘用车1%~3%的燃油消耗[3]。
以国家级轴承高新技术企业———浙江五洲新春集团为例, 作为轴承产品的延伸, 现为国外客户生产叶片泵零件———叶片环150万件/月, 根据叶片环与叶片的配比 (2个叶片环配置7~11片叶片, 如图1所示) , 容易算出客户需求的叶片在500~750万片/月, 市场需求巨大。
浙江工业职业技术学院的毛江峰[4]设计了在外圆磨床加工某真空泵叶片圆弧面的夹具, 叶片的夹紧靠螺钉压紧, 圆弧面的加工靠人工摆动夹具手柄实现。宁波中强电动工具公司的胡剑英[5]为汽车空调压缩机滑片圆弧面在外圆磨床的磨削设计了半自动磨削装置, 叶片的摆动利用了曲柄摇杆机构的工作原理, 减轻了操作工人的劳动强度, 但工件的夹紧仍然靠螺纹, 必须人工上料和夹紧。显然, 这两种设计都未能实现叶片圆弧面的自动化加工要求, 不符合当前“机器换人”的潮流, 也难以实现叶片的高效、大批量加工。
1 自动化加工模型设计
课题组集思广益, 结合叶片泵叶片双侧圆弧面、尺寸小、重量轻、加工精度要求高的结构特点, 如图2所示, 确定叶片圆弧面的自动化加工必须解决自动上料、快速夹紧和卸料的快速放松。根据这一思路, 初步设计了包括叶片落料、夹具接料、定位、夹紧、夹具体转位摆动磨削和磨削完成后夹具松开的自动化加工模型, 如图3所示。经整理后排列整齐的叶片进入竖直上料槽, 靠叶片自身的重力沿上料槽下滑。叶片夹具可以进行整周回转, 其转动由数控轴实现, 夹具接料时, 开口向上, 以使从上料槽中滑下的叶片落入, 夹紧机构压紧叶片大平面。然后, 夹具顺时针转动90°, 砂轮靠近叶片, 叶片绕圆弧面轴线摆动, 实现圆弧面的磨削。磨削完成后, 砂轮退开, 夹具再次顺时针转动90°至竖直向下位置, 夹具松开, 靠叶片自身的重力从夹具体中掉落。粗看, 此模型好像实现了叶片的自动上下料, 但中间仍有非常明显的关键问题:没有说明实现叶片大平面快速夹紧的方法, 而且叶片自重只有4 g作用, 当磨削完成后, 由于叶片大平面和夹具定位面之间磨削液的张力, 叶片未必能够从松开的夹具体中自动落下卸料。
仔细分析提出的问题, 其难点在于:为了实现叶片圆弧面的自动化高效加工, 叶片的压紧和放松卸料一定不能采用传统的手动方法, 而应该采用能够实现自动控制的压紧方法, 如电磁、气动或液压压紧, 而且必须工作可靠。然而如果采用电磁铁, 必然以叶片的大平面作为电磁吸引力的作用面, 但即使是叶片的大平面其面积仍然非常小, 而且部分要参与磨削, 布置吸合力足够的电磁铁非常困难;液压或气动装置的压力足够, 但由于叶片圆弧面磨削时, 叶片要带着压紧装置一起摆动, 难以避免砂轮和气动或液压缸之间的干涉, 而且缸体长度尺寸较大, 在夹具90°转位时, 需要砂轮退开和复位的距离较大, 延长了辅助加工时间, 降低总体加工效率。
2 模型完善
经过对以上关键问题的认真研究, 提出的解决方案是采用“气动缸+杠杆机构"的压紧方案, 如图4所示。转动盘固定在磨床数控转轴上, 其轴线与叶片圆弧面的轴线共线;夹具体 (包含叶片) 布置在转动盘左侧, 而双向推拉气压缸布置在转动盘右侧, 由于转动盘的遮挡, 气压缸不外露, 更显美观;杠杆穿过转动盘, 右端和气压缸推杆铰接, 左端上下各安装卸料头和压紧头, 支点布置在杠杆大约中部位置。此夹紧装置的工作过程如下:当转动盘逆时针转动至叶片夹具开口向上时, 叶片在上料装置的推动下到达夹具体合适位置, 气压缸推杆开始推程, 在气压推杆的推动下, 压紧端的夹紧头压紧叶片, 卸料头松开。然后, 转盘顺时针转动90°至水平位置, 砂轮进给, 叶片摆动, 开始磨削。当磨削完成之后, 砂轮退回, 叶片在转动盘的带动下顺时针转动至竖直向下位置, 气压缸开始回程, 气压推杆拉动杠杆, 压紧端的夹紧头升起, 卸料头向下推动叶片, 叶片在重力作用下, 从夹具体内落下。然后, 转盘逆时针转动180°, 重新到达夹具开口向上位置, 再次上料, 进行下一个叶片的磨削。
3 结语
此夹紧装置在结构上, 避免了夹具和砂轮的干涉;通过改变支点位置实现杠杆力臂的调节, 可以改变夹紧力的大小;无需人力的作用, 可以实现快速夹紧、放松, 具有较高的加工效率, 利于叶片自动化加工的实现。
参考文献
[1]李锵, 南江, 倪计民, 等.叶片式可变排量机油泵技术进展与产业现状[J].上海汽车, 2012 (6) :51-55.
[2]EVANS P, J OHANSON K.The System Performance Benefits of Lubrication Flow Control[R].SAE Technical Paper 2004-01-2687, 2004.
[3]肖周志, 邓国峰.内燃机节能减排中的变排量技术[J].内燃机与配件, 2012 (6) :9-13.
[4]毛江峰.加工真空泵叶片圆弧面的夹具设计[J].机械制造, 2009, 47 (8) :82-83.
[5]胡剑英.精密圆弧面半自动磨削装置[J].机械制造, 2000, 38 (3) :40-41.
加工套类零件外圆快速装夹的探讨 篇2
套类零件起支撑或者导向作用的主要表面是孔和外圆, 其主要技术要求如下: (1) 内孔。内孔是套类零件的主要表面。孔径公差等级一般为IT7。孔的形状精度应控制在孔径公差以内。对于长套筒, 除了圆度要求外, 还应注意孔的圆柱度和孔轴线的直线度要求。内孔的表面粗糙度控制在R a1.6~0.16范围内。 (2) 外圆。外圆一般是套类工件的支撑表面, 外径尺寸公差等级通常取IT6~IT7;形状精度控制在外径公差以内, 表面粗糙度值为R a3.2~0.4。 (3) 位置精度。套类工件的内外圆之间的同轴度要求较高, 一般为0.01~0.05m m;若套筒的端面在使用中承受轴向载荷或者在加工中作为定位基准时, 其内孔轴线与端面的垂直度一般为0.01~0.05m m。
一、通常保证套类零件精度的方法
1. 一次装夹车削。
一次装夹车削是在一次装夹中把工件全部或者大部分尺寸加工完的一种装夹方法。此方法没有定位误差, 可以获得较高的形位精度, 但需经常转动刀架, 变换切削用量, 尺寸较难控制。
2. 以外圆定位车削内孔。
工件以外圆定位车削内孔时, 一般应使用软卡爪。软卡爪是用未经淬火的钢料 (45号钢) 制成的, 用软卡爪装夹已加工表面或软金属时, 不易夹伤工件表面。这种卡爪应在本身所在的车床上车成所需要的形状和尺寸, 以确保装夹精度。还可根据工件的特殊形状来制作特殊形状的卡爪, 以满足装夹要求。
3. 以内孔定位车削外圆。
中、小型轴套、带轮、齿轮等零件, 常以内孔定位安装在心轴上加工外圆。下面就以内孔定位加工外圆时, 自己在实际机床加工中, 摸索出一种快速装夹的方法进行探讨。如下:套类工件是生产中应用广泛的零件, 其尺寸、形状各异, 精度要求也不相同, 在装夹加工中经常涉及到如何保证内外表面相互位置精度以及减小装夹变形的工艺问题。对于中小型批量生产的套类工件, 一般常采用以精加工的内孔作为定位基准面, 安装在各类心轴上进行加工, 以保证工件的同轴度和垂直度。常用的心轴有实体心轴、胀力心轴、塑料心轴、橡胶心轴等, 以上心轴在装夹速度、结构和保证精度方面各有利弊。我们在实践中, 采用了一种快速装夹的方法, 结构简单, 使用方便, 装夹迅速, 既可保证质量又可提高生产效率。其结构如图所示。
1.螺杆2.幷紧螺母3.压紧螺母右旋4.对称槽%5.心轴%6.开口厚垫圈%7.工件
二、装夹使用方法
使用时, 工件7从心轴5右端装上心轴, 然后将开口垫圈6插入心轴的对称槽4中, 用心轴左端的螺杆1带动幷紧螺母2将工件初压紧。将心轴置于两顶尖之间, 用死扳手卡住心轴左端对称槽中与螺杆相对扭动, 通过压紧螺母及球面垫圈对工件进行进一步压紧。加工时, 车床拨盘带动螺杆1传递切削动力, 此时, 切削力使压紧螺母右旋, 对工件进一步施压而进行补偿夹紧, 使工件夹紧可靠。加工完毕, 用死扳手和螺杆1进行相对扭动, 放松压紧螺母的施压, 即可抽出开口厚垫圈6, 取下工件。
三、使用特点
1. 与普通的阶台实体心轴相比, 不需要旋下螺母, 即可取下工件, 省时省力, 安装迅速。
2. 加工时, 利用切削力可对工件进一步补偿施压夹
紧, 夹紧牢固可靠, 避免了由于工件旋转打滑而造成打刀现象。
3. 螺母通过球面垫圈压紧工件, 可减少工件由夹紧力而引起的变形, 同时避免了螺母旋转压紧拉伤工件端面。
4. 加工时, 可采用定刀车削, 既可保证尺寸精度, 又可提高工效, 同时还可进行多件安装加工。
5. 夹紧螺母调整范围较大, 对孔径相同、长度尺寸略有变化的零件, 增加垫圈, 也可使用加工。
6. 心轴经调质处理, 减小夹具变形。
开口厚垫圈淬火处理, 两端面经平磨, 保证平行度, 使用寿命长。
7. 此心轴适用于同轴度要求大于0.02m m的零件。
车削各种轴承套、齿轮和带轮等套类工件, 虽然工艺方案各异, 但是只要在实际加工中多多留心, 加以思考, 总是可以总结出来一些好的方法和技巧的。上面是以工件以内孔定位车削外圆时, 巧妙地利用切削力夹紧, 可以实现快速装夹、拆卸工件的一种方法, 和大家共同探讨。
摘要：套类零件的主要加工表面是内孔、外圆和端面, 对于外圆的加工, 多以精加工的内孔作为定位精准面, 安装在实体心轴、胀力心轴、塑料心轴、橡胶心轴等上进行定位。自己在实际机床加工中, 摸索出一种利用切削力夹紧快速装夹实体心轴, 结构简单, 使用方便, 装夹迅速, 既可保证质量又可提高生产效率。
关键词：套类零件,装夹迅速,尺寸精度,快速安装,实体心轴
参考文献
[1]王公安.车工工艺学[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2005.
[2]蒋增福, 雷午生.国家职业资格培训教程——车工[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2003.
[3]王家浩.高级车工技能训练[M].北京:中国劳动出版社, 1999.
前轮毂钻孔装夹定位新方案 篇3
原有定位机构采用的是内圆柱面和定位机构的上平面与工件的精车外圆和下平面接触定位。原定位机构如图1所示, 在生产过程中经常出现定位面磨损后导致孔的位置度超差, 给组合件装配带来了困难和无法装配。该定位机构一旦有磨损就需要对整个定位机构进行加工制作, 而且加工制作工艺较为复杂, 需要车、铣、钻、热处理和磨削加工, 在热处理时定位机构容易变形导致废品, 由于内圆柱孔直径大, 不容易装夹, 制作周期长和制作成本高。
原定位技术方案
定位机构的加工制作流程:下料→粗车→精车→铣削→钻削→热处理→磨削。此过程制作周期长, 加工难度大, 在制作过程中容易产生废品。定位方式是以定位机构的内圆柱面和定位机构的上平面与工件的精车外圆和下平面接触定位。此方式在装夹过程中上料需要垂直取放才容易找正, 接触面要求高;工件的压紧固定方式是用垂直拉杆与水平压块锁紧的方式进行固定。
原有定位技术的缺点如下:
(1) 定位机构在生产过程中, 经常出现定位面磨损后导致孔的位置度超差, 给合件装配带来困难和无法装配。
(2) 定位机构一旦有磨损就需要对整个定位机构进行加工制作, 制作周期长, 费用高。
(3) 定位机构的加工制作工艺较为复杂, 需要车、铣、钻、热处理和磨削等加工, 定位机构直径大, 不容易装夹, 制作过程中需要较大的卡爪, 在热处理时定位机构容易变形导致废品。
(4) 前轮毂的产量大, 对夹具定位机构的磨损也比较大, 因此定位机构的消耗量也比较大。
新装夹定位技术的优点
新装夹定位所要解决的技术问题是将原来内圆柱面和定位机构的上平面与工件的精车外圆和下平面接触定位的方式, 改用内圆柱上面圆线与工件的R圆弧锥面定位的方式。新的定位机构如图2所示, 在保证产品质量的前提下, 改变了以往定位机构的定位方式, 避免了当定位机构有磨损时就需要对整个定位机构重新制作带来的定位机构不能重复利用的问题。
新装夹定位技术实现的具体实施案例
以往的定位机构在加工G1H44前轮毂时, 由于磨损, 加工出来的产品质量不稳定, 需对定位机构进行重新加工。在加工的过程中需要对其热处理和磨削, 当时没有热处理和磨削条件, 于是采用精车后就直接定位, 此种方式也能保证产品的质量, 但定位机构磨损较快, 需要重复制作定位机构。通过对加工产品G1H44前轮毂和定位机构的研究发现, 只要将原来的以定位机构的内圆柱面和定位机构的上平面与工件的精车外圆和下平面接触定位的方式, 改变为用内圆柱上面圆线与工件的R圆弧锥面定位的方式就可以解决上述带来的问题。该定位机构去除了以往定位机构上平面与内圆柱之间的R角。
新装夹定位机构的制作方案
新定位机构的制作流程:下料→粗车→精车→铣削→钻削。加工的过程是, 料下好后先把定位机构装夹在数控机床的自定心卡盘上, 并装有专用精车的辅具钢环, 保证其加工精度圆跳动在0.02mm以内。在装夹时对x、y方向打表, 并保证各向都在0.03mm以内, 再通过编写程序, 用YG8刀片进行加工。新装夹定位机构加工出来的产品尺寸已在三坐标测量仪上反复验证过, 每次都能符合工艺要求, 而且质量很稳定。原来定位装夹与新定位装夹的对比如图3所示。
结语