夹紧检测

夹紧检测（精选7篇）

夹紧检测 篇1

西门子810T数控系统中坐标轴夹紧检测报警 (clamping monitoring, 也有卡紧检测、夹紧监控等其他译法, 意思相差不大) 在维修实践中经常遇到, 其报警号为112* (*可以是数字0或1, 代表坐标轴编号) 。该报警涉及原因很多, 说明书无法全部描述清楚, 维修现场情况更是千变万化, 有些状态在技术资料里未介绍, 处理难度很大。

1. 故障现象

数控立式车床, 横梁可升降, 最大切削直径1600 mm。机床配置:采用西门子SINUMERIK810T数控系统, 6SN1123-1AB00伺服驱动模块;两台1FT5074交流伺服电机 (18 N·m、2000 r/min) , 其中1台带抱闸;配置X轴和Z轴, 其中Z轴为竖直轴;主轴传动采用法国TE公司ATV-66D64N4VC变频器和YVP-250M-8-B3变频电机 (30 k W、300 r/min) 。机床频繁出现X轴夹紧检测报警, 不能正常工作, 以下为常见现象。

(1) 手动方式下, 正负方向移动X轴, 移动过程中正常, 偶尔在停止时发生报警。

(2) 自动方式下执行加工程序期间, 偶尔在执行斜线插补指令时出现报警。

(3) 无论自动方式还是手动方式, 单独移动Z轴, 几乎每次均出现报警。

2. 故障处理

查阅西门子技术手册可知处理办法。

(1) 结果。禁止NC启动;速度给定置零;达到156#机床参数设定的时间后, 撤销伺服使能信号;进入跟随模式。

(2) 原因。机械性夹紧的坐标轴被强力驱离正确位置;位置反馈极性错误;控制装置、测速发电机、伺服电机、机械部件或NC检测回路硬件故障。

(3) 解释。移位期间, 在156#机床参数规定的时间内, 跟随误差没有变小;夹紧定位期间, 超出了2120#机床参数规定的限制。

(4) 处理。2120#机床参数 (夹紧定位允差) 必须大于2040#机床参数 (精确停止限制粗略值) ;跟随误差必须在155#机床参数规定的时间内得到减抑。

上述内容可表述为:若某个坐标轴在需要有位置移动时未在规定时间内移动;或者在不需要移动时产生了位置移动, 均可引起该坐标轴的夹紧报警, 导致设备不能正常工作。这些情况出现的原因, 有的在于数控系统外部, 如过大的切削力、机械方面卡阻、外力 (如竖直方向坐标轴的重力) 推动等;也有的在于数控系统本身, 如位置反馈、控制装置和检测回路等有问题。

按照这个思路, 首先在一定范围内加大2120#机床参数和155#机床参数 (位置环采样间隔) , 试图以牺牲微量的定位误差和快速性能为代价, 避免报警发生。但调试未见效果, 将这些机床参数恢复到原来数值。考虑加工工艺和加工程序方面, 加工工件、加工条件、加工程序以及加工数据均未变动, 可排除这些方面影响。本着先机械后电气的原则, 测量有关机床几何精度, 也均在允许范围内;X轴导轨平直光滑, 未见异常;机床液压系统和润滑系统工作正常;现场没有明显异常气味, 机床动作时也没有异常响声;报警坐标轴是X轴, 并非竖直方向, 不存在外力推动;询问操作者, 确认未发生碰撞、打刀等现象;据此也可基本排除控制系统外部机械方面的原因。使用百分表检查, 显示的坐标变化与实际机械位移量一致, 可确认位置检测元件和反馈电缆没有问题。

继续检查, 发现手动方式下移动Z轴时, X轴有一定移动, 紧接着出现X轴夹紧报警, 使用百分表测量, 这种移动量有时可达1 mm左右。从机床拆卸下伺服电机, 单独对数控控制系统进行试验检查, 发现自动或手动方式下, 在出现X轴夹紧报警前, X轴伺服电机均有一定程度转动, 但此时没有X轴的移动指令, 即不需要其移动。据此判断报警出现的真正原因是X轴产生了异常运动, 首先怀疑是伺服驱动模块。使用同型号模块进行替换试验, 结果相同。由于该机床所用系统是老品种, 加之现有维修备件条件有限, 做不到对控制单元和伺服电机进行替换试验和量化检查, 只能做一些外围工作。

该机床所用伺服系统为模拟系统, 其速度给定信号是±10 V直流电压。X轴夹紧报警出现前伺服电机转动时, 在伺服驱动模块的速度给定端子上, 使用电压表可测量到微小电压。故确认X轴异常运动的原因是该速度给定电压, 不是伺服驱动模块的问题。由于此时并没有X轴的位移指令, 控制单元不应该给出这个电压, 而且根据当时状态, 控制单元良好, 因此该电压来源只能是干扰。工程现场的干扰源多种多样, 甚至电缆电线的走向、电气元件的排列位置和附近的电火花等均可能引起干扰。一般的维修条件, 很难做到精确检查, 更谈不上采取量化措施, 只能进行一些最基本的经验性工作。由于在第一步检查速度给定信号电缆时, 发现该电缆的屏蔽层与插头外壳之间有接触不良的迹象, 认真处理后故障消除, 有关消除干扰的其他检查和排除措施也就没有必要进行。

3. 故障总结

在给出Z轴位移指令时, Z轴速度给定信号线上有1个从0 V到一定数值的变化, 由于屏蔽不良, 平行布置在1个线束中的X轴速度给定信号线上产生了1个感应电压, 使X轴在不应该移动时移动, 导致报警。分析信号线屏蔽不良的原因一是当初焊接质量问题, 二是在以前维修和保养过程中, 插头拔插操作不当。另外, 西门子3、810M、840C、850和840D等数控系统, 均有夹紧检测报警, 只是报警号和叫法不同, 技术资料中的描述也是大同小异, 具体处理方法可以相互借鉴参考。

车床由气动夹紧到油压夹紧的改造 篇2

我车间是坯料加工厂，主要负责全厂钻头、丝锥、量规、卡尺、千分尺等和锻造产品毛坯料的加工生产。丝锥、钻头、立铣刀等一些产品，不但毛坯料需要柄部和刃部的下料，还要用摩擦焊接机床焊接，而且退火后，还需要去掉焊接的焊缝、毛刺及车端面等工序加工。

我车间以前是利用空气压缩站供应的压缩空气来夹紧车床的卡盘，进行车削焊缝及毛坯料的加工。由于全厂各车间都使用压缩空气，热处理车间和冲压机床等都大量地同时用气，当用气高峰时，就难免气压不足。在大批量的生产加工和频繁的操作时，需要足够和稳定的气压才能保证我车间多台车床的同时工作。经常因为压缩站供气不足，使我车间不得不暂时停几台车床，或者加班，或者上夜班来躲过用气高峰时段。由于气压不足，还会因气压小，不能夹紧卡盘上的工件，而且经常出现崩刀现象。我车间使用的是合金刀片，新安装上的合金刀片经几次崩刀后就不能再使用了。后来，我们曾经安装了几台小型的空气泵来解决气压不足问题，可是空气泵多了又会产生很大的噪音。由于车间的噪音大，使人听不清楚说话。为了保证稳定的生产和车间的安静生产环境，减少噪音对人体的有害影响，我们提出下述改进方案和措施。

2 改造后夹具的结构

制作一个夹紧卡盘，卡盘内镶有推力滚动轴承，主轴带动卡簧夹紧工件后同时旋转，轴承旋转卡盘不会旋转，使卡盘在主轴旋转工作时处于静止状态。卡盘安装在主轴外套上的粗大丝杠上，油缸带动卡盘在丝杠上转动一个角度，将卡簧夹紧后进行工作。卡盘沿轴线向里运动，将推档带动卡簧在夹紧套中夹紧。主轴的旋转带动工件的旋转，车刀开始进刀，把坯料件的焊缝车削到规定的尺寸规格要求。当液压油缸带动卡盘向轴的外方向运动时，卡盘带动推档将卡簧松开。卡簧分为大小多种规格，几种不同外径的毛坯料，都可以共同用一种规格的卡簧。每种规格的卡簧可以夹持直径相差5mm的毛坯料，每种规格的卡簧都刻有外径规格尺寸，以便操作者换件换卡簧的时候方便识别，并且一目了然，便于管理。通过卡簧后面调整杆上的螺丝来调整和控制被车削坯料件的长短和坯料上焊缝的位置，以便于保证尺寸的一致性。

3 夹紧松开分析

夹紧力是靠油缸带动卡盘在丝杠上旋转一个角度, 同时带动推档的推力将卡簧夹紧。它所运动的距离是一致的, 卡簧夹紧力是一致的, 因此对卡簧的推力均匀, 可以用卡盘上的调整螺丝来调整夹紧力的大小。卡盘的圆周上制有一圈螺丝孔, 可以调整卡簧的松紧度。油缸的压力也是可调的, 夹紧力比较稳定和平稳。卡簧接触面做成一定角度, 和夹紧套角度一致, 当推档把卡簧推进夹紧套时, 它们的4 5678接触面互相吻合, 将卡簧上的坯料件夹紧。油缸反方向推动卡盘时, 使推档把卡簧松开, 车刀同时后退。油压夹紧卡盘结构及原理见图1、图2。

1.工件2.焊缝3.卡簧4.推档5.轴承6.连接油缸螺丝7.夹紧卡盘8.丝杠9.主轴10.调整杆11.夹紧套

4 效果分析卡簧

利用油压夹紧的方法稳定性能好，夹紧力非常平稳，夹紧、松开快捷方便，安全可靠，夹紧力大，加工毛坯件车焊缝的尺寸时，质量精度和形位公差均能达到工艺上的各项要求，车削加工方便简单，安全可靠。噪音大幅降低，使生产工作环境变得安静。由原来的夹不紧工件、经常崩刀，变成夹紧工件牢固、不崩刀。

由于车削毛坯料的焊缝时很少崩刀，为车间节约了大量的车削用的合金刀片，同时也降低了生产的成本，不再因为压缩空气压力不足而影响生产了，为我厂毛坯料加工生产做出了很大的贡献。

摘要：针对生产中出现的气压供应不足现象和噪音问题, 提出了车床卡盘油压夹紧的方案。经实践证明, 形位公差等各项指标都能达到工艺要求, 产品质量有很大的提高。

夹紧检测 篇3

这一期将介绍几种典型的电动机械式模具夹紧技术。电动机械式夹紧系统具有很强的负载能力, 它们既适用于新设备配套也可用于旧设备改造。安装这类夹紧系统到压力机设备无需液压、气动等外围系统, 是最简便、最少工作量的安装。能适应一个较大的夹紧厚度范围是这类夹紧系统的一个重要优势, 因此, 这类夹紧系统特别被推荐在模具夹紧厚度公差范围较大的需求场合。电动机械式夹紧也是一种具有机械自锁特性的夹紧方式, 也就是说, 电动的作用是由松开到夹紧或者由夹紧到松开的一个状态转换的开关作用, 实际的夹紧力是由机械结构来维持和保障的。在夹紧状态, 即使切断电源, 夹紧器也不会松开。而且, 监控系统直接监控的是持续的夹紧力, 一旦发生夹紧力衰减将通过与压力机主控制的互锁系统报警, 并同时停止压力机的动作。因此, 这类夹紧系统能充分满足用户对安全保障的要求。

2 ED型转动式夹紧

其实物照片和技术性能参数见图1和表1。齿轮电机驱动传动系统提供夹紧力, 夹紧和松开状态的夹头位置呈90°。

3 EDH型转动回缩式夹紧

齿轮电机驱动传动系统加伸缩夹杆实现夹紧, 夹紧和松开位置的夹头呈90°。松开时夹头完全回缩入夹紧器底面。结构实物照片和技术性能参数见图2和表2。

4 ESS摆动型夹紧

其机构实物照片和技术性能参数见图3和表3。齿轮电机驱动传动系统使夹杆进行摆动和上下动作, 并提供夹紧力。夹杆的摆动由一套约束导向机构完成, 该机构为免维修机构, 没有易损件。

到这里已经初步介绍完了各类典型的模具夹紧技术, 下一期将为大家介绍压力机滑块安全锁定的典型机构。

参考文献

夹紧检测 篇4

在现代化冲压加工过程中, 模具快换和高效夹紧是提高生产效率、减少辅助时间的有效手段之一。更为重要的是, 为能有效监控夹紧状态或夹紧力的模具夹紧系统提供了可靠的安全生产保障, 大大减少了可能造成操作者人身伤害的事故隐患, 也保护了设备、模具以及在制品。随着精密化生产的不断普及, 对高效模具夹紧技术的需求也越来越多。在这里, 我们将陆续介绍目前在德国比较先进的、应用成熟的模具夹紧技术。

2 可移动模具夹紧技术

所谓可移动的模具夹紧技术, 是指在同一锻压设备上实现对不同大小模具夹紧的技术。这里将模具夹紧分成了两个步骤, 首先是一个为满足不同大小模具而配置的行走机构 (positioning unit) ;另外还有一个夹紧头机构 (clamp unit) 。通过这两部分产品之间的组合, 可以实现多种大小不同模具的夹紧。目前在德国应用最为普及和成熟的是电机驱动的行走机构, 根据具体的动作原理又分为链传动 (EVK) 和轴传动 (EVS) 两种。EVK链传动式电机驱动行走机构和EVS轴传动式电机驱动行走机构的主要特性区别, 见表1所示。

3 模具夹紧头

与上述两种行走机构配套的夹紧头有很多不同的类型。从被夹紧表面特性来看, 可以分为适用于模具被夹紧边缘有U形缺口的夹紧头和适用于模具被夹紧边缘为直线形的夹紧头两种;从夹紧头的夹紧力机制的不同可分为液压式、液压机械式、电动机械式等。这里介绍一下这几种不同类型夹紧头的特性, 见表2~表8。

4 结束语

以上这些夹紧头覆盖了所有需要移动夹紧的模具加紧需求, 也适应于不同工厂的动力资源特性。在上述各类夹紧头中, HKZ、MHKZ和HEE三种可以不和行走机构配用, 可以作为独立的夹紧头悬挂在滑块的T形槽中前后滑动, 通过操作人员的手持操作来实现对不同大小模具的夹紧 (照片HKZ, MHKZ, HEE) 。今后我们还将陆续为大家介绍其他各类模具夹紧技术和压力机的安全锁定技术产品。

参考文献

夹紧检测 篇5

典型的弹簧夹持安装灯具见图1。

弹簧夹持安装的灯具应有足够的接触面积对安装平面或管材产生足够的夹紧力,否则在灯具自重或外力拉扯下夹紧不可靠的弹簧夹持安装灯具可能滑落导致意外的伤害。

1 灯具安全标准中弹簧夹紧安装的灯具要求

对弹簧夹紧安装的灯具,灯具安全的一般要求标准GB 7000.1—2007《灯具第1部分一般要求与试验》有相应的规定。

1.1 定义

GB 7000.1的第1.2.63条给出的弹簧夹紧安装的灯具(clip-mountedluminaire)的定义:灯具和回位弹簧夹子的一个整体组合,通过一只手的动作使灯具固定在其安装表面的位置上。

1.2 标记要求

弹簧夹紧安装灯具的安装方式包括夹紧安装在平板上或夹紧安装在管材上。当灯具设计成仅适宜夹紧安装在平板上,不适宜安装在管材上时,灯具应有相应的警告,防止因误用发生的不安全情况。

GB 7000.1第3.3.12条对不适于安装在管材上弹簧夹紧安装的灯具规定了标记的要求,即在灯具的说明书中应有灯具不适于安装在管材上的警告。

对标有“不适于安装在管材上”警告的弹簧夹紧安装灯具,4.14.1试验E)中灯具在金属棒上的安装安全性试验免除。

1.3 结构要求

GB 7000.1第4.14.1条规定了弹簧夹紧安装灯具的结构要求,内容包括对灯具的机械悬挂装置应有足够的安全系数的原则性要求,以及4.14.1试验E)检验弹簧夹紧安装灯具试验方法。试验E)的试验规定如下:

试验E,对弹簧夹紧安装的灯具:按正常使用时最不利的方向对电缆施加拉力,不要猛拉,历时1 min。试验时,将弹簧夹子安装在普通窗玻璃制成的标准试验“平板”上,一块玻璃的标称厚度为10 mm,另一块玻璃的厚度是弹簧夹子能安装在上面的最大厚度。对于这个试验,试验平板的厚度以10 mm的倍数增加。在20N的拉力下,弹簧夹子不应在玻璃上开始移动。

此外,弹簧夹紧安装的灯具还应在一根表面抛光镀铬、标称直径为20 mm的金属棒上做试验。在其本身重量的作用下灯具不能转动,并且当在电缆上施力20 N时灯具不应从金属棒上落下。在抛光金属棒上的试验不适用于标有“不适于安装在管材上”的灯具。

注1:以10mm为间隔增加试验平板的厚度达到最大厚度,限制了夹子被迫夹在试验平板上的可能性。

注2:如灯具弹簧夹子夹住的表面是玻璃的话,最大厚度试验的试验平板可以含有数层玻璃和木材。

试验E中包括两个试验,一个是针对所有弹簧夹紧安装灯具的检验灯具在玻璃平板上安装安全性试验(见图2),对于设计成适宜于安装在管材上的弹簧夹紧安装灯具,还要进行灯具在金属棒上的安装安全性的试验(见图3)。

对于没有“不适于安装在管材上”警告的弹簧夹紧安装灯具,要进行试验E)规定的两个试验。说明书中含有“不适于安装在管材上”警告的弹簧夹紧安装灯具,试验E)规定的在金属棒上的安装安全性的试验免除。

2 根据标准和产品说明书进行弹簧夹紧安装的试验

在可移式灯具监督抽查试验中发现,弹簧夹紧安装的灯具普遍存在着夹紧结构设计不合理的现象,如夹紧接触面面积太小、夹紧表面摩擦力不够、弹簧回弹力不够等问题。

当试验人员按照标准要求对弹簧夹紧安装的灯具进行平板夹紧安装试验时,将弹簧夹子安装在普通窗玻璃制成的标准试验“平板”上,在正常使用时最不利的方向对电缆施加历时1 min的20 N拉力。在这个拉力下,弹簧夹子不应在玻璃上开始移动。试验时,试验平板的厚度以10 mm的倍数增加,标称厚度为10mm的试验用玻璃平板见图4,以10mm为间隔逐渐增加试验平板的厚度直至达到最大“平板”厚度,可以避免猛然增加平板厚度使夹子被迫夹在试验平板上。

弹簧夹紧安装灯具的软缆拉力试验如图5,试验必须遵循标准,找出最不利的方向,试验期间灯具不允许有移动。

对于没有“不适于安装在管材上”警告的弹簧夹紧安装灯具,还应进行管材夹紧安装试验,在试验时弹簧夹紧安装的灯具安装在一根表面抛光镀铬、标称直径为20 mm的金属棒(图6)上,在其本身重量的作用下灯具不能转动,并且当在电缆上施力20 N时灯具不应从金属棒上落下。

制造商的说明书是提示用户正确安装、使用和维护的重要技术文件,灯具说明书附“不适于安装在管材上”的警告,意义是提醒使用者在安装弹簧夹持灯具时,仅能安装在平板上,不能安装在管材上。不按说明书提示将灯具安装在管材上时,制造商将不对可能出现的灯具滑动或灯具掉落等不安全状况负责。

3 夹紧安装试验的不合格情况

对夹持面的足够夹持力、足够夹持面面积、以及灯具夹持面与安装平面或安装圆柱面的摩擦力是满足标准要求及相关试验的关键要素,通常需要有足够夹持力的弹簧、软硬适当的橡胶材料、能产生足够摩擦力的夹持面面积或接触面表面特性、以及其它合理的夹持结构。

目前市场上的弹簧夹紧安装灯具普遍存在着夹紧结构设计不合理,如夹紧面积太小、夹紧表面摩擦力不够、弹簧力量不够等问题。见图7～图10所示。

在这些弹簧夹紧安装的灯具中,都普遍存在夹紧结构设计不合理,如夹紧面积太小、夹紧表面摩擦力不够,有的根本就没有考虑到表面摩擦力,在10 mm玻璃上的夹紧力试验就发生了位移。夹紧力试验见图11～图13所示。

4 弹簧夹紧安装的灯具应注意的几个方面

薄壁套液压夹紧夹具设计 篇6

1 常用内孔夹紧夹具优缺点分析

1.1 单锥内撑夹具

单锥内撑夹具 (图1) 一般用于半精加工。如图1所示, 在锥体1外有一与锥体配合的五片撑套2, 当撑套2受中心拉杆3受力向左运动时, 撑套2沿锥体1锥面向上向左运动, 当撑套2外圆面与工件4内圆面接触后撑套受所加工工件的反作用力停止运动实现夹紧。单锥内撑工装存在如下缺点:1, 轴向定位精度较差, 由于撑套在夹紧时要沿轴向运动, 所以必然带动工件向左运动, 影响工件的轴向定位精度;2, 工件变形较大, 所加工件的内孔直径与撑套的外圆直径不可能绝对一致, 这样工件在夹紧时和撑套和工件必然呈线接触, 在接触应力较大的部位工件变形较大;3, 撑套在工作过程中, 撑套表面的缝隙及撑套与本体之间容易进入加工铁屑, 这必然影响加工件的同轴度公差, 另外为了降低撑套制造误差, 我们一班来说在撑套安装到机床后还要在机床上自车外圆面, 以提高夹具精度, 同时为了防止撑套和本体之间相对转动, 我们还要设计一个键, 一是传递切削时的扭矩, 二是保证撑套自车时带来的型位误差。

1.锥体;2.撑套;3.拉杆;4.工件

1.2 塑料夹具

塑料夹具 (图2) 就是在一弹性薄壁套内充入液性塑料, 塑料受压时把压力均匀的传递到薄壁弹性套, 通过弹性套的弹性变形来实现工件的夹紧。如图2所示, 当推塞1在夹紧油缸的推动下向右运动时, 液性塑料把压力传递到薄壁套3, 薄壁套受压产生弹性径向变形来夹紧工件4。塑料夹具存在如下优缺点:1, 液性塑料的流动性及弹性受熬制人员水平及温度影响较大, 从而影响夹具的使用;2, 液性塑料使用所需压力较大, 一般液性塑料受大于20MPa的压力时才能实现正常夹紧;3, 薄壁套壁厚较厚, 涨起时表面呈鼓型, 由于薄壁套必须保证一定的厚度才能实现塑料自然回缩, 为了使薄壁弹性套及时回缩, 我们我们不得不增加薄壁弹性套的厚度, 但这又加剧了薄壁套涨起不均的缺点;3, 对上道工序的内孔尺寸要求较严, 如果上到工序内孔尺寸变差较大, 那么塑料夹具薄壁套对工件的夹紧力将变化较大, 工件受夹紧力的变形也较大, 影响加工精度;4, 轴向定位很好, 不会发生轴向位移, 适合壁厚较厚的工件。

1.推塞;2.本体;3.薄壁套;4.工件

2 薄壁套液压夹紧夹具

薄壁套液压夹紧夹具 (图3) 是在极薄薄壁套3与本体2之间充入液压油, 利用液压油流动性好、薄壁套回弹性好的优点, 实现在工件整个内孔均衡夹紧, 所需夹紧力小, 工件夹紧变形小, 加工精度高。如图3所示在本体2的外圆表面设计有优化后的液压油流动沟槽, 当推塞1推动腔内的液压油时, 极薄薄壁套3发生弹性变形, 膨胀后夹紧工件4, 松开时在薄壁套自身弹力作用下迅速回缩, 松开工件。

2.1 薄壁套弹性变形理论分析

液性塑料夹具是精加工外圆普遍使用的夹具, 定心精度高, 但是熬制和填充塑料费时费工, 夹紧面膨胀呈鼓型, 夹紧面积小, 夹紧力大工件变形大, 一直是我们需要解决的问题。在塑料夹具发展的基础上我们进行过许多尝试, 如在液性塑料腔里填充钢珠代替塑料, 虽然能够实现夹紧但回缩不好;我们也尝试过在塑料腔里充液压油, 但是由于膨胀所需压力较大, 漏油问题不能解决而失败。我们设计的油压薄壁套通过有限元模拟分析, 通过设计薄壁套壁厚在一定范围内, 既能保证夹紧时工作压力不高于1.5MPa、避免漏油, 又能保证薄壁套材料膨胀在屈服强度之内。薄壁套材料选用弹性较好的Mn60材质, 材料屈服强度σS=410MPa。我们根据实际夹紧时所需涨量0.05-0.08mm、油压压力1.0-1.5MPa倒推薄壁套壁厚, 经过计算材料壁厚在0.4-0.7mm之间, 材料等效应力在90-150MPa之间。图4、图5是60Mn材质、壁厚0.5mm、1.0MPa时的等效应力图形。应力分析结果我们可知在1.0MPa压力下材料等效应力为110MPa, 薄壁套变形为0.034mm, 直径方向涨大0.068mm。由等效应力图我们可知在整个夹紧长度内薄壁套均匀膨胀。

1.推塞;2.本体;3.薄壁套;4.工件

2.2 薄壁套液压夹紧夹具优缺点分析

薄壁液压夹紧夹具吸取了塑料夹具的优点——定心精度高, 同时通过降低薄壁套壁厚实现液压油夹紧, 能在工件整个夹紧长度内实现均衡夹紧, 工件加工精度高。薄壁套液压夹紧夹具有如下优缺点:1, 夹紧面积大, 夹紧力均匀, 所需夹紧力很小, 影响工件的变形很小, 能够很好的提高工件加工精度;2, 薄壁套非常薄, 这样在整个工件内孔长度内能够实现均衡夹紧, 能有效提高工件加工后的直线度;3, 由于工件能够在内孔整个长度内夹紧即提高了摩擦表面积, 所以能够有效降低夹紧压力, 使工件在加工过程的变形很小, 提高加工精度;4, 在薄壁套和本体接触部分的本体上设计特殊的螺旋结构, 使支撑定位面积和膨胀夹紧面积实现最优化;5, 由于使用液压油来做压力的传导体, 油的流动性非常好, 松开时薄壁套自身弹力能够使薄壁套回缩到原始状态;6, 实用于大批量生产, 由于薄壁套太薄, 所以薄壁套在装配前必须留一定的自车余量, 夹具需安装后自车到设计尺寸。

2.3 薄壁套液压夹紧夹具加工注意事项

薄壁液压夹紧夹具是在塑料夹具的基础上改进发展而来的, 它吸取了塑料夹具薄壁套壁较厚、所需涨缩压力较大、涨缩不均匀的现象, 但是由于对薄壁套的壁厚有较高要求, 增加了加工难度, 设计时要注意以下事项:1, 薄壁套内孔最好在珩磨机上珩磨到设计尺寸, 同时要保证内孔的圆柱度;2, 由于薄壁套壁厚较薄, 所以在装配前要留一定的自车余量;3, 必须考虑到液压油一但渗漏如何不取本体补充液压油;4, 由于定位和夹紧没有分开, 设计时要考虑支撑面积和夹紧面积的优化分配。

3 结语

螺旋定心夹紧夹具的设计 篇7

关键词：摇臂,夹具,槽加工,支承

1 零件的分析

1.1 零件的作用

该零件是摇臂,如图1,主要用在传动机构中,比如汽车内的内燃机发动机摇臂,气门的开启和关闭是由挺杆和摇臂动作完成的,摇臂就是通过摇臂轴安装在摇臂座上,一端是从凸轮轴经挺杆驱动,另一端顶在气门杆上和弹簧一起作用控制气门的开合。

零件外形尺寸材料为QT40-17,年产5000件,属大批量生产,形状比较复杂,其他各表面已经加工过,本工序待加工28.5±0.1mm的槽。Ф38f9圆柱面4、端面及摇臂的中间平面1,定位套6上作为定位基准。本工序的主要难点是保证槽的宽度尺寸公差以及槽的对称度,特别要求快速定心校正定位及夹紧完成加工。

1.2 零件的工艺分析

摇臂要加工28.5±0.1mm的槽。如图2所示。

(1)28.5mm的槽要求加工深度40mm;对称度公差0.2;(2)槽底距离端面1的高度51±0.8mm;平行度公差0.0。

2 工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

工件材料QT40-17。由于摇臂在工作过程中经常受到交变何在以及冲击性荷载的作用,为了保证零件工作的可靠性,一般选用锻件以使金属纤维尽量不被切断。由于零件的年产量为5000件已经达到了大批生产的水平,况且零件的轮廓尺寸不大,因此可以采用砂型铸造。采用砂型铸造,不仅铸造性和切削加工性好并且价格低廉,有利于提高生产率和保证加工质量。

2.2 基准面的选择

工艺规程设计中最重要的工作之一就是选择基准面。选择一个正确合理的基准面不仅可以保证加工质量还可以提高生产效率。如果基准面选择的不合理,就会在加工工艺过程中出现众多的问题,严重时会造成大批零件报废甚至是无法生产。

2.2.1 粗基准的选择

按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准),现以摇臂的两对称臂面2作为粗基准,利用辅助支承装夹工件。

2.2.2 精基准的选择

精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。本零件以Ф38f9外圆4面、端面及摇臂的中间平面1在定位套6上定位作为精基准,由左右螺栓10经螺母9、压块8定心夹紧,并用辅助支承4支撑在摇臂处加工28.5±0.1mm的槽。

2.3 制定工艺路线

制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

切削工序安排的总原则是:前期工序必须为后续工序创造条件,作好基准准备。具体原则是:基准先行,先主后次,先粗后精,先面后孔。

具体工艺方案为:工序1:金属型铸造毛坯,保证摇臂工件基本尺寸;工序2:清砂;工序3:热处理;工序4:刷漆;工序5:车削;工序6:钻削;工序7:铣削;以Ф38f9圆柱面、端面及摇臂的中间平面1在定位套6上定位作为精基准加工28.5±0.1mm的槽至尺寸公差要求。

3 专用夹具设计

为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,通常需要设计专用夹具。设计本零件的第7道工序———铣削28.5±0.1mm的槽时采用螺旋定心夹紧铣床夹具。在本道工序加工时,主要应考虑如何保证零件的尺寸要求(槽的深度及对称度),提高劳动生产率,降低劳动强度。

3.1 夹具分析

本夹具如图3所示,主要用来铣削28.5±0.1mm的槽。经过零件分析,合理选择定位元件,选用左右螺栓作为定位元件比较合适,并按六点定位原理满足工件加工的定位要求。以Ф38f9圆柱面、端面为定位面,限制两个自由度;摇臂的中间平面1为定位面,限制三个自由度;摇臂的臂平面2为定位面用左右螺栓10经螺母9、压块8定心夹紧,限制一个自由度。属于完全定位,能保证槽加工时的正确位置。

1——扳手螺钉2———螺套3———对刀块4———辅助支承5——压板6——定位套7———卡块8———压块9———螺母10——左右螺栓11———夹具体12———定位键

如图4所示,在加工前,把夹具体以基准面A,定位键面B为基准安装在机床工作台上,把工件安装到夹具各定位面上,先用左右螺栓快速定心校正工件,接着用压板5压紧工件,然后再上紧左右螺栓,最后用手旋转扳手螺钉1带动辅助支承顶紧工件以防工件加工时产生较大振动,拆卸工件时,松开压板5和左右螺栓即可。

3.2 夹具可行性分析

3.2.1 定位误差分析

一般零件的加工误差由夹具制造精度、夹具安装误差和夹具的定位误差三部分决定,它们对定位误差的影响均等,因此,只要定位误差不超过零件制造公差的1/3,就说明夹具的定位精度能满足加工精度的要求。而定位误差主要由两个方面决定:(1)定位基准是否与设计基准重合,即基准不重合误差,若重合,则基准不重合误差△B为零;否则存在基准不重合误差;(2)来自于工件定位面相对定位基准面的位移误差,即基准位移误差△Y。

定位误差△D=△B+△Y

其中:△D为定位误差;△B为基准不重合误差;△Y为基准位移误差。

定位基准为工件的中间平面1,和设计基准一致,基准重合,因此基准不重合误差△B=0。而外圆定位面Ф38f9与定位套之间配合最大间隙即为基准位移误差△Y为:△Y=ES-ei=+0.025-(-0.062)=0.087(mm),△D=0.087,小于90mm这个联系尺寸(按自由公差IT12级计算)公差0.3mm的1/3,因此满足定位要求。

3.2.2 加工条件分析。

工件材料:QT40-17,δb=220MPa,190~220HBS;加工要求:粗、精铣28.5±0.1mm的槽;机床选择:为北京机电院750-E立式加工中心,采用立铣刀精铣;机床功率:7.5kw;工件装夹:工件装夹在螺旋定心夹紧铣床夹具上。

3.2.3 切削用量分析

(1)选择刀具:

根据《工艺手册》表3.1-27,选择用一把YG6硬质合金端铣刀,铣刀外径d0=14mm,铣刀齿数Z=5。

(2)切削力及夹紧力计算:

刀具:立铣刀

根据《金属切屑机床-夹具设计手册》P546表3-73有:P=120αp0.85αf0.75D-0.73αwn0.13z;铣削力-P;铣削深度-αp=4.5mm;每齿进给量-αf=0.14mm/z;其中:铣刀直径-D=14mm;洗削宽度(侧吃刀量)-αw=12mm;铣刀每分钟转速n=380r/min;铣刀的齿数z=5。

在计算切削力时,必须将安全系数考虑在内。

安全系数:K=K1K2K3K4。

其中:K1=1.5 K2=1.2 K3=1.1 K4=1(K1为一般安全系数,考虑工件材料性质及余量不均匀等引起切削力变化,K1=1.5~2;K2为加工性质系数,粗加工K2=1.2,精加工K2=1;K3为刀具钝化系数,K3=1.1~1.3;K4为断续切削系数,断续切削时K4=1.2,连续切削时K4=1)

根据《金属切屑机床-夹具设计手册》P480表3-21有:实际夹紧力为F加=K(P-Po)/(f1+f2)=2561.6/0.5=5123.25(N)

其中f1和f2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数,f1=f2=0.25

螺母选用M16*1.5细牙三角螺纹,产生的夹紧力为

其中:M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029,D=23mm d=16mm

解得:W=1O405(N)

此时螺母的夹紧力W为10405N已大于所需的5123.25的夹紧力F加,故本夹具可安全工作。

4 结束语

经过对零件的分析、夹具的分析、夹具可行性分析、切削力与夹紧力的计算,实践证明,此夹具使用左右螺栓螺旋定心快速校正夹紧工件,大大的提高了生产效率,降低劳动强度,花费的成本少,大大地提高了公司(厂)的盈利。不然,还需要通过画线、找正来加工,即麻烦又复杂的作法,这样就加大劳动强度,很耗时,生产效率低。

参考文献

[1]机械设计手册编委会.机械设计手册(单行本)—零件结构设计工艺性[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]王光斗.机床夹具设计手册(第三版)[M].上海:上海科学技术出版社,2000.

[3]王小华.机床夹具图册[M].北京:机械工业出版社,1992.