弹簧夹具的加工工艺（共8篇）
弹簧夹具的加工工艺 篇1
在车削各种滚子外径表面时, 采用弹簧夹具定位, 因其定位精度较高, 装夹方式可靠, 故在各种滚子外径生产加工中起到了重要的作用。由于弹簧夹头结构形式的不合理, 弹簧夹头在实际使用中过早地出现裂纹和疲劳损坏问题, 需频繁更换弹簧夹头, 造成极大的不必要的浪费, 工人劳动强度大, 严重影响滚子生产加工质量, 也影响了生产滚子的生产周期, 这是一个急需解决的问题。
1 改进前弹簧夹头存在的缺陷
弹簧夹头主要用于夹紧滚子棒料, 进行车加工各种滚子外径表面和滚子小端面及倒角或硬车滚子倒角, 按滚子直径确定夹头尺寸范围为Φ28~Φ55mm, 由于夹头弹性变形区直径壁厚偏小, 常常产生弯曲疲劳造成夹头裂纹。由于夹头弹性变形区直径壁厚4mm尺寸偏小, 抗变形能力太差, 在加工中易产生裂纹现象, 夹头内部过渡圆角R5mm和R10mm尺寸偏小, 在热处理淬火后应力集中, 这是造成夹头过早疲劳损坏的主要原因。原来弹簧夹头在淬火时端部6个弹簧瓣开口没有死, 造成淬火后弹簧瓣开口胀大变形为喇叭形, 夹头在夹紧滚子棒料时端部与棒料存在间隙, 而弹簧夹头与棒料接触时夹紧力严重不均匀, 这样夹具与棒料在旋转时, 在离心力的作用下形成微喇叭形, 即摆动太大;另外, 由于夹头反复使用很容易使齿形变钝, 这样就造成夹头内部圆周方向高低不圆, 导致装夹滚子定位不稳定, 棒料与机床主轴不同心, 滚子与夹头有一定的偏心量, 滚子外径车削量不均匀, 出现滚子外径一边车得多, 一边车得少, 甚至留量不够用。造成车滚子外径表面有时出现批量废品。另外, 在加工滚子硬车倒角时, 原来弹簧夹头内部有横向齿形和纵向齿形, 由于横向齿形的存在, 弹簧夹头一般夹住2/3滚子长度, 减少了滚子与夹头内接触面积, 也会导致滚子在夹头内定位不稳定, 从而减小夹头对滚子的夹紧力, 同样由于反复使用容易造成夹头磨钝, 导致滚子存在一定的偏心, 就造成滚子倒角偏差, 出现废品。
2 弹簧夹头机加工艺的改进
2.1 夹头的改进
弹簧夹头的结构, 它是由两部分组成的, 一部分是夹头体, 另一部分是卡块, 二者通过螺钉相联接。夹头体有六个簧瓣, 工作时靠簧瓣的弹性变形来完成夹紧和松开动作, 夹头体材料选用65Mn, 淬火硬度40--45HRC, 以保证夹头的弹性;而卡块安装在夹头的爪部, 直接接触工件。卡块是易磨损件, 卡块材料可采用GCrl5, 淬火硬度60~62HRc, 以增加耐磨性。弹簧夹头在使用中曾出现过以下几个问题:a.由于夹头制造误差容易出现偏心, 车加工后的套圈会出现壁厚差超差现象。b.卡块任意装入夹头后, 测出卡块圆度不好, 用这样的卡块夹紧套圈, 被加工后的套圈也会出现壁厚差超差现象。制造时要想办法加以克服。
2.2 改进后弹簧夹头结构及淬火方式
由于弹簧夹头结构形式的不合理, 导致弹簧夹头淬火应力过于集中, 当内应力大于材料的断裂强度时, 就会出现裂纹, 多年来一直被人们沿袭使用。弹簧夹头材料采用65Mn, 弹簧夹头在圆周方向分别开有6个弹簧瓣开口槽, 开口起到收缩的作用, 改进后弹簧夹头在淬火时端部6个弹簧瓣开口槽焊死, 防止淬火后夹头胀大变形为喇叭形, 淬火后再将焊死的6个弹簧瓣开口槽切开, 避免了弹簧夹头弹簧瓣开口胀大变形:这种弹簧夹头工作部位和弹性变形区要求是分段淬火, 与滚子接触工作部分和弹性变形区部分淬火硬度分别为58~61HRC和40~45HRC, 保证了弹簧夹头工作部位有足够的硬度, 由于工作部分和弹性变形区的厚度不等, 导致夹头在内、外过渡圆角产生应力集中, 造成弹簧夹头早期疲劳损坏。改进后增大了弹性变形区的壁厚, 既保证了弹簧夹头的弹性变形区的弹性, 又提高了弹簧夹头的抗疲劳强度。通过增大弹簧夹头内外过渡圆角, 从而避免产生热处理淬火应力集中的因素, 极大地减轻了淬火应力不均匀问题, 提高了弹簧夹头淬火质量。
3 夹头体典型制造工艺及保证措施
3.1 精车夹头的圆锥面, 用螺纹胎保证车加工精度
夹头体在精车完各个面, 并钻完等分孔后, 再车圆锥面, 车圆锥面时以螺纹面为定位基准, 设计一种螺纹胎, 它可以保证车圆锥面时车加工精度。首先把夹头拧到螺纹胎上, 然后把螺纹胎装到机床主轴上, 最后用托板上的小刀架进行切削。
3.1.1 淬火夹头头部、尾部需淬火, 其硬度是40~45HRC, 夹头中间部分不淬火, 以保证夹头弹性。
3.1.2 磨削夹头圆锥面, 用螺纹胎保证磨加工精度, 圆锥面是夹头夹紧过程中的一个重要的定位面, 圆锥面精度的好与坏, 直接影响整个夹头的精度, 所以我们又设计一套磨加工用螺纹胎夹紧卡头, 定位基准还是选用螺纹面, 磨完后的圆锥面相对于螺纹面同轴度可达0.1mm。
3.1.3 磨削夹头内径, 用磨内径胎保证磨加工精度, 夹头的内径也是一个定位面, 用夹头内径夹持卡块, 再用卡块夹紧工件, 所以内径的精度也直接影响被加工工件的精度, 这就要求内径和圆锥面必须同轴。我们设计一种特制的磨内径胎具夹紧夹头, 此胎是以圆锥面定位。磨削后夹头的内径相对于圆锥面同轴度可达0.02Hml。
3.1.4 夹头头部六瓣切开, 然后回火涨大
3.1.5 磨夹头导向面, 仍使用螺纹胎保证磨加工精度, 导向面在夹头中起导向作用, 要求导向面和圆锥面必须同轴。我们还用磨圆锥面时用的螺纹胎夹紧夹头, 磨削后的导向面相对于圆锥面同轴度可达0.04mm。夹头的精度是通过以上的加工工艺及保证措施来达到的, 但是卡块精度的好与坏也直接影响整个夹头的精度。
3.1.6 铣等分槽先用立铣刀铣20mm×40mm六等分槽, 然后再用片铣刀铣分瓣用的宽3mm六等分窄槽, 但是此槽不能铣通, 端面留有3~4mm连筋, 使夹头体还是整体, 保证夹头热处理后不变形及磨加工夹头各个定位面的加工精度
3.2 卡块的典型工艺及保证措施
3.2.1 铣等分口, 由于夹头体是六瓣, 所以卡块也是六瓣一组, 在铣六等分口时, 口先不铣透, 径向留有3~4mm连筋, 使一组里的六个卡块还是一体, 保证淬火后磨加工时一组卡块的尺寸和精度一致。一次可以铣削五~六个工件。
3.2.2 给每套卡块标注规格、组号, 再按顺序给每一组里的每一块卡块标注顺序号。
3.2.3 淬火卡块材料选用轴承钢, 淬火硬度60~62HRC。
3.2.4 径磨要求每组卡块内径、外径必须同轴。首先磨内径, 磨一批活时内径尺寸要一致, 然后磨外径, 磨外径时用内径定位, 保证内、外径同轴。我们设计一个长150mm, 前后锥度差0.02~0.03mm的芯棒。先把工件插紧在芯棒上, 然后把芯棒用顶尖顶上, 最后在万能磨床上磨削外径, 磨削后卡块内、外径同轴度可达0.02mm。
4 结束语
任何一项工艺、工装设计的改进, 有时需要一定的技术含量和科学方法, 但有些工装的改进方法是很简单的事情, 只要我们在实际生产中留心观察, 一点点的改进工装结构设计, 就会给生产加工带来极大的方便。改进了弹簧夹头的结构, 同时改变了夹头热处理淬火方式, 满足了加工滚子的质量要求, 达到了预期的效果。
摘要：每一种加工方法都不是万能的、完美无缺的, 都各有利弊, 应从需要和可能出发, 从经济、实用、有效、可靠的角度出发, 选择最佳的结构设计方法, 弹簧夹头在加工中存在着一些缺陷, 在弹簧夹头加工的过程中, 如何更好的改进弹簧夹头, 本文在此对夹头体典型制造工艺及保证措施进行了研究。
关键词：弹簧夹头,加工工艺,改进
参考文献
[l]祁宏志.弹簧夹头的热处理工艺[J].制造技术与机床, 2002.
[2]郭弘.弹簧夹头的热处理[J].机械工人.2003.
[3]陈静.新型弹簧夹头的研究与应用[J].制造技术与机床, 2006.
弹簧夹具的加工工艺 篇2
【关键词】车床支架 机械加工 工艺 夹具 设计
在机械设计加工之中，任何产生品的加工都需要一定的工艺流程及夹具，只有制定合适的产品生产工艺流程以及使用合适的夹具，才能保证加工出来的产品质量。因此在车床C6140A支架的机械加工之前首先要制定合适的工艺流程，详细的确定加工之中每个工序需要的加工步骤，然后根据产品的要求设计机床切削深度，主轴转速以及切削速度，在设计好工序之后在进行夹具的设计。在一切工序及夹具设计完成之后，要严格按照工艺流程进行加工，只有这样才能保证车床C6140A支架的机械加工质量。
一、车床C6140A支架机械加工工艺设计
（一）车床C6140A支架机械加工工艺设计特点及要求
一般情况下车床C6140A支架的外形比较复杂，在设计加工之中对C6140A支架形状、尺寸以及位置的精度和机床表面的粗糙程度都有着比较高的要求，这就给C6140A支架设计加工时带来了很大的难度。因此在设计C6140A支架的加工工艺时在选择定位基准时要在最大程度上减少定位误差，在设计夹具时要选择合适的加紧方向与位置，避免出现加紧变形，对于车床C6140A支架的主要表面必须要粗加工与精加工分段进行，尽量保证产品要求的粗糙度。
（二）车床C6140A支架机械加工工艺设计
1.定位基准的选择
在C6140A支架机械加工工艺设计中，正确的选择定位基准非常重要，对于进行零件加工时，达到精度要求、保证产品质量、提高效率及其经济性都有着重大的意义，如果基准选择不合理加工工艺过程中就会出现问题，甚至会造成残品的出现，因此在选择定位基准时要遵循一定的原则。在定位基准中又分为粗基准与精基准两个方面，一般在加工中首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。所谓的粗基准就是指以毛坯面作定位基准，在选择时应该选择加工余量最小的面作为粗基准，以保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，同时还可以选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准，这样就可以便于工件定位可靠、夹紧，最后必须要注意粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次，如果重复使用可能会产生比较大的误差。在选择精基准时为避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合偏差，应该选用设计基准作为定位基准，并且要采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这样就可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，同时还能在很大程度上保证各加工表面的相互位置精度。
2.表面加工方法的确定
由于车床C6140A支架不同表面的粗糙度要求不同，所以在选择车床C6140A支架表面的加工方法时要根据不同的表面选用不同的加工方法。由于车床C6140A支架底面的表面与肋板内表面和圆柱孔上端面的表面粗糙度要求比较高，因此在加工时要先进行粗铣或者是半精铣，然后再进行精铣，同时机床支架肋板上的孔与圆柱孔的位置精度与表面粗糙度要求也比较高，因此在加工时要采用先粗镗再半精镗的加工方法。在机床上的沉头孔并没有位置精度与表面粗糙度要求，因此可以采用钻孔或者锪孔的加工方法，但是对于精度要求比较高的装配孔要先进行钻孔然后再精铰，进而完成其表面的加工。
3.热处理工序及辅助工序的安排
机械加工中离不开热处理，因此在制定车床C6140A支架机械加工工艺时必须要设计热处理工序及辅助工序的安排，首先是退火与正火工序，这道工序可以在很大程度上消除毛坯的内应力，避免组织出现不均匀现象，在一定程度上改善毛坯的切削性能，这道工序可以放在粗加工阶段前后，但是如果放在粗加工之前虽然能够在一定程度上提高粗坯的加工性能，但是不能消除粗加工所产生的内应力。退火与正火工序之后要设计淬火或渗碳淬火处理工序，通过这个工序，零件表面的硬度和耐磨性能够得到很大的提高，这个工序一般在精加工之前进行。最后还要设计表面处理的工序，通过对加工品的表面处理不仅仅能够增加其耐磨性与提高其抗腐蚀能力，同时还能增加机床的美观性，这个流程一般安排在工艺流程的最后进行。除了热处理工序之外，在工序设计中还要重视辅助工序的设计，一般情况下主要包括中间检验，最后检验，特种检验，清洗防锈与去毛刺等工序，通过这些辅助工序可以进一步保证产品的质量。
二、夹具设计
机床夹具其实就是在车床C6140A支架机械加工中使用的一种工艺装备，它的主要功能就是实现对被加工工件的定位和夹紧，保证各个工序能够顺利进行，因此夹具的结构紧凑，操作迅速方便。夹具的设计是工艺设计与机械制造中的一项重要内容，它对机床性能的发挥与延伸、生产率的高低、生产成本的控制、工件的加工质量都有很大的影响，因此在设计之中必须要保证所设计的专用夹具既能保证工序的加工精度又能保证工序的生产节拍，同时夹具还要具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造和维修。
例如在对夹具中的夹紧装置进行设计时要保证夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生振动，手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性，同时又要保证夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，保证工件定位准确可靠，还有夹紧力的方向应该与工件加工时受到的切削力、重力等的方向一致，以减小加紧力，最后还要保证夹具力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。总而言之夹具的设计必须要根据加工的材料的不同而设计，只有这样才能设计出合适的夹具，才能在最大程度上保证加工产品的质量。
参考文献：
[1]吴拓.机床夹具设计[M].机械工业出版社，2009-7-1
[2]柯建宏.工艺综合课程设计[M].华中科技大学出版社，2006.
[3]孙波.机械制造工艺与过程综合设计实践设计指导[M].西安工业大学出版社，2010.9
[4]任东澜.C6140A支架和孔加工工序夹具设计研究[J].科技创新与生产力，2012， （5）
弹簧夹具的加工工艺 篇3
在细长轴的生产工序中, 磨削是最后一道工序。磨削加工质量的好坏直接影响到产品的精度。因此, 在磨削细长轴时, 应注意以下几点。
第一, 在磨削细长轴时, 尾座顶针应该比磨削普通工件稍微顶的松一点, 不能顶的太紧。要保证工件两顶针之间的稳定性, 以减少工件因顶紧力太大导致弹性变形。工件在磨削的过程中因为受热而延长长度。顶针顶松一点就使工件有了延伸的余地。另外, 由于工件两端的中心孔必须要匹配磨床顶针的锥面。因此在安装工件时不要马上顶紧。应该先空转一会, 将顶紧力调到和锥面能配合的程度就好了。
第二, 在磨削的过程中, 如果顶针与中心孔之间产生的摩擦热和摩擦力过大, 就会影响磨削的质量, 因此在磨削的过程当中可以在顶针和中心孔之间添加润滑剂以保证它们之间的润滑。
第三, 为了防止工件变形, 应该根据工件的直径大小在顶针之间装一个中心架, 从中间来支撑工件, 检验工件的外圆跳动, 应该控制在一定范围内, 一旦超出, 马上校正工序。为了保证磨削质量, 可以先在工件中部磨出一段外圆, 使支撑块接触这个理想的外圆。在进行粗磨时, 砂轮应该缓慢的横向进入, 尤其实在砂轮接触工件时, 磨削的速度更要放慢, 减慢给进速度。精磨时, 由于用中心架支撑工件磨削细长轴是一项很细致的工作, 因此要记下每次在加工工件中调整后的位移量。要坚持常查常记。如果工件的长度和直径差距太大, 就要用到两个中心架。两个中心架的位置要对称, 位移要用一致。否则会造成工件母线不一致。
第四, 不同的工件加工对砂轮的磨度、硬度和粒度的要求不同, 因此, 要选择合适的砂轮硬度和粒度。砂轮硬度太硬的话, 不易脱掉磨钝的砂粒。磨削力会随着磨削的进行而不断增大。这样会造成工件的变形, 还会因为产生磨削热导致加工表面烧伤。如果经常修磨太硬的砂轮, 会影响工作的效率;如果选择的砂轮太软, 则磨粒在未变钝之前就已经脱落, 砂轮会很快的变小, 改变了原来的形状, 同样需要经常修磨, 这样也影响工作效率。磨削细长轴时可以选择软一些的砂轮, 砂轮的粒度根据工件对表面粗糙度和尺寸精度的要求来定。要求高的话则采用细磨粒的砂轮。如果尺寸较大的工件和砂轮, 就要采用比较粗的磨粒了。磨削细长轴一般采用砂轮粒度为36度到46度。
第五, 要想使砂轮端面始终保持锐利在最后修整砂轮时, 必须在砂轮的右边进刀。这样可以保持砂轮左边的锐利, 以便在进行磨削时不至于过快的钝化。
另外, 由于单拨杆在运动中会使工件受力不均匀, 因此磨削细长轴时最好不要采用单拨杆带动工件旋转, 否则会影响工件的质量。双拨杆能够带动工件旋转, 可以平衡拨杆的动力, 提高工件的精度。细长轴工件径向不宜受力, 所以在加工时应该吊挂存放。防止工件因自重产生弯曲。
2 水钻打磨加工工艺分析
水钻打磨分度又细又长, 而且精度很高, 根据蜗杆的特性可得知, 分度蜗杆的齿面必须要耐磨、硬度强, 它的表面还要有一定的粗糙度。传统的制作工艺程序是这样的:下料—打孔—粗车—调质—修孔—低温处理—粗磨—挑扣—再次低温处理—精磨—清洗上油—装配。由此可以看出:用传统的加工工艺去加工蜗杆这种细长的零件需要很漫长的过程。效率也十分的低, 并且在加工的过程中很难保证工件的精度。为了加工应力必须进行多次的热处理, 且工艺复杂;在挑扣程序中由于工件长造成了刀具磨损, 致使蜗杆两边的齿形发生很大的变化。这就满足不了图纸的要求和生产的要求。鉴于此, 应该对打磨分度蜗杆的可行性进行重新的探讨。找出一条既符合图纸的技术要求又满足生产的要求的加工工艺。在加工细长蜗杆的时候, 可以用其他的加工工艺, 分度蜗杆的直线度要好, 有一定的耐磨度和较低的粗糙度, 符合这些条件有滚丝加工工艺, 这种工艺能保证很好的齿形, 保证工件的直线度。那么其他的问题也就能迎刃而解了。
3 水钻的生产实践
材料的直线度直接决定着加工后的工件的直线度。因此, 选择材料要十分的谨慎。选择的材料不仅要有好的直线度, 而且要有一定的硬度。经过实验, 发现45号冷拉料比较适合。这种材料在经过冷拉后硬度可达到HRC24度左右。达到可调质处理过的效果, 而且它的直线度也很好。能充分满足分度蜗杆的使用要求。在选择材料时要注意选好冷拉料的外圆, 因为滚丝加工中并没有铁销。另外, 选择毛胚的生产厂家也十分的重要。材料的好坏对生产产品的过程和产品的品质有较大的影响。不同的厂家生产出来的材料各不相同, 有的质量好, 有的质量差,
所以一定要先弄清楚再选。经过分析, 我们制定出了滚丝加工分度蜗杆的加工工艺:下料—低温回火—无心磨磨外圆—滚丝—车—氮化—清洗上油—装配。这样就比用传统加工工艺加工蜗杆要少几道程序。而且能在一定程度上降低蜗杆表面的粗糙值。经过挤压加工的蜗杆齿面呈镜面, 它的表面粗糙度完全可以满足图纸的要求。因为齿面是由冷挤压加工而成, 所以它的硬度有HRC24度左右, 也能完全满足图纸的技术要求。另外, 由于在工艺过程中采用的是冷拉料, 经过毛胚料拉小成型后具有很好的直线度, 并且经过加工工艺中的磨、滚丝等工艺也对蜗杆起到调直的作用。因此, 它的直线度也完全达标。在下料的工序中, 最好是采用冲床下料。因为别的形式的下料很容使材料变形。但冲床下料不容易使材料变形, 效率也很高。为了延长滚压模具的寿命, 在下料后采用低温回火的工序可以有效的增加模具的耐用性, 使模具用的时间更长。后面的滚丝工序是用来挤压齿形的, 但这道工序会使表面硬度重新回到HRC24度左右。所以要在后面加上一道淡化的工序, 以在齿面渡上一层硬层。这样就能完全满足生产的需要了。
4 结语
总而言之, 滚丝加工工艺是一种很好的加工方法。在加工分度蜗杆取得了很好的效果, 效率也很高。加工出来的工件具有质量稳定, 成本低廉的优点。在使用分度蜗杆时具有专配性好、调整方便快捷以及性能优良的特点。目前, 滚丝工艺加工在的分度蜗杆在水钻打磨生产工序中被广泛的应用。
参考文献
[1]曾妙城.水钻打磨夹具分度蜗杆加工的工艺分析[J].广西轻工业, 2009 (9) .
弹簧夹具的加工工艺 篇4
( 一) 设计前的准备工作
夹具设计是一个比较复杂的过程, 在夹具设计之前, 一定好做好夹具设计准备工作, 准备好夹具设计的相关资料。 在夹具设计前, 一定要收集相关资料, 让学生仔细地去阅读和研究夹具的设计任务书。 在设计任务书中, 很多内容对夹具的设计都有一定的帮助和制约功能, 对学生以后的设计非常有帮助。 例如, 夹具设计中的夹紧方案、基准的定位和对整个设计的一些要求等。 因此, 在教学过程中, 一定要提高学生对夹具设计任务书的重视程度, 做好设计前的准备工作。
( 二) 设计夹具结构方案
在夹具设计的过程中, 夹具结构方案的确定是最重点的工作, 学生在设计夹具的结构时, 一定要严格按照夹具的设计任务书进行。 在高职院校中, 培养的人才多为应用型的人才, 学生在确定夹具的结构方式时, 要根据实际情况来确定, 所以学生在设计之前要收集批量生产资料。 在大批量的生产中, 一般是采用机动夹具, 例如, 液压、气动夹具等。 在大批量的生产中, 自动化程度较高, 需要数量众多的夹紧, 机动夹具的结构也比较复杂。 但是在中小量的批量生产中, 一般是采用结构比较简单的通用夹具。 所以学生在设计之前一定要严格按照实际生产的需求来确定。
在分析完批量生产的资料之后, 就下来就是自动零件图和工序图, 这也是夹具确定结构中最重要的一步, 直接影响夹具的结构和生产形态。 在制作工序图的时候, 应该正确标注工序的尺寸和基准等, 对工序加工的精度和表面精度等也要详细准确标注。 在制作零件图的时候, 工件的尺寸和位置也要正确标注。 只有这两种图都绘制准确, 才能大大提高夹具设计的效率。
学生在确定夹具结构方案的时候还应该对夹具的典型结构以及相关的标准作一定的了解, 不断提高学生的设计素养, 让学生在设计过程中更加顺手。 在做好了这些工作之后, 就可以顺利地完成结构的方案了。 设计夹具的结构方案本身花的时间并不长, 但是在做好方案设计时, 必须具备雄厚的夹具设计的理论知识。
( 三) 绘制夹具图
在设计好夹具的结构方案之后, 接下来就是绘制夹具图了, 夹具图的绘制是一个重要的过程, 在绘制过程中, 一定要严格按照国家的相关标准进行审查和绘制。 在绘制的过程中, 为了省去不必要的工作量, 减少不必要的视图数目, 绘制的夹具总图, 夹具上的任何一根线都尽量不要和工件的轮廓线有相交或者干涉, 为了有效地区别出外轮廓线和内轮廓线, 可以用黑色的双点线来表示外轮廓。 在绘制夹具总图的过程中, 应该尽量采用1∶1 的比例, 局部结构的视图没必要绘制过多, 但是应该不断地调整和完善局部结构图。
( 四) 标注
标注是夹具设计的最后一个步骤, 也是整个过程中最难的一个步骤, 所以教师应该重点培养学生在这方面的能力, 让所有的学生都能够正确标注夹具图中的尺寸, 掌握技术要求。 在标注过程中, 教师应该花更多的时间指导和督促学生, 如果最后一个步骤没有做好, 那么整个设计过程都浪费了, 最终得到的夹具是不能投入到实际生产中的, 不仅造成了材料的浪费, 同时也浪费了学生的时间和精力。 所以在学生标注的过程中, 教师应该指导学生多查阅一些技术手册, 同时多参考成功的范本。
二、夹具设计中的尺寸确定
在夹具设计的过程中, 如何获得精准的尺寸是一个最关键的问题, 可以使用实物模拟实验法来确定, 在实验模拟过程中, 首先要准备好3 个以上的零件套筒和钻头为 Ф8 的钻套模, 假设套筒零件其他的部位已经加工完了, 现在要钻孔 Ф8, 同时要求保证钻孔 Ф8 的中心到最左边端面A的距离为60±0.03 mm。 在这个过程中, 首先指导学生调整钻膜的定位元件和钻膜的中心尺寸, 满足尺寸60±0.03 mm的要求。 调整的步骤为:夹具上定位A点到钻套中心的距离为中间值60.00 mm, 在钻床上夹紧工件, 要求学生测量出套筒零件的尺寸60±0.03 mm, 这样就完成了夹具设计中的尺寸问题了。
加工夹具的质量好坏直接决定着这个机械的安全性能, 因此, 在教学过程中应该重点注意, 夹具的设计水平会直接影响零件的加工精度。 所以, 为了提高学生的零件加工精度, 就要指导学生科学地进行夹具设计, 真正培养出技能型的人才, 满足现代社会对人才的需求。
参考文献
[1]张雎军.斜孔加工的夹具设计[J].金属加工:冷加工, 2014, 21 (3) :44-45.
弹簧夹具的加工工艺 篇5
(1) 电机轴130转轴如图1。其外圆有准25mm、准31mm、准35mm、准22mm。左端为R1的圆角, 右端侧面有一个M5的螺纹孔, 零件总长为197.1mm。工件的外圆上的粗糙度为Ra0.8, 在车床上加工达不到要求, 必须要到磨床上打磨, 所以外圆均要留0.5mm的余量。
(2) 工序1:夹住准22mm外圆, 车外圆、平端面, 加工内孔并攻M5螺纹。工序2:调头装夹, 夹住准25mm外圆, 车外圆、平端面。工序3:工件调头装夹准35mm外圆, 采用一夹一顶, 车外圆、R1圆弧、倒角、切槽。工序4:工件调头装夹准25mm外圆, 采用一夹一顶, 车外圆、锥面、倒角, 切槽。
(3) 为了实现批量加工需求, 零件加工的四道工序必须分别由四台数控机床来完成, 同时需要设计合理的专用夹具。
2 电机轴130转轴装夹方案的分析
2.1 方案1:直接装夹
工件表面直接与卡盘接触, 容易夹伤工件表面, 降低了工件的表面光洁度;在进行第一道工序加工时, 要用尾座以手动的方式进行钻中心孔、钻孔、攻丝。需耗费过多的时间进行校准;在钻孔时, 容易造成工件中心偏移并损坏钻头, 而且成本高、效率低, 难以保证尺寸。在进行第二道工序加工时, 如果用刀具来定位, 因端面不平整, 加工出来的工件尺寸不精确, 需耗费过多的时间进行校准, 仍存在成本高、效率低下的问题。
2.2 方案2:夹具装夹
第一道工序是把夹具安装在刀架上, 利用编程来确定中心钻、钻头、丝锥的走刀路线, 无须再进行过多的尺寸校准和刀补改动, 同时工件内孔和外圆的同轴度也得到了有效保证, 并大大节省了生产时间, 提高了生产效率。第二道工序是把夹具装在主轴筒的内孔里, 工件的轴向定位得到了保证, 工件的装夹就变得方便简单, 工件的总长得到了保证。这样既保证了工件加工的质量, 也提高了加工效率, 从而能够取得良好的经济效益。
3 电机轴130转轴夹具的设计
3.1 夹具一的制作
将方块放在铣床上铣一个平面, 再把方块装到刀架上, 用百分表在方块一侧面滑动, 慢慢敲打方块, 直到百分表的跳动范围小于0.1mm, 并将其压紧。把中心钻装在主轴上, 启动主轴, 手动把刀架移近中心钻, 在方块的面上钻一个中心孔。停主轴, 拆卸中心钻, 并装上钻头, 启动主轴, 手动把刀架移近钻头, 在方块的面上钻一通孔。用此方法可以加工出丝锥夹具、钻头夹具和中心钻夹具 (如图2、图3、图4) 。
3.2 夹具二的制作
把车床上的卡盘拆卸下来, 用带表游标卡尺测量主轴筒的孔径, 根据孔径查莫氏锥度表, 找出其锥度比。确定大端的尺寸及工件的长度, 根据锥度比计算出小端的尺寸。根据已知尺寸画出简图 (见图5) , 加工出夹具。
4 工件加工的步聚
4.1 第一道工序
夹住准22mm外圆, 车外圆、平端面, 加工准4.2mm、准5.3mm内孔并攻M5螺纹。
(1) 把毛坯放进主轴筒里, 循环启动, 调用45°机夹刀, 把刀架移到X13 Z0.6处, 再把工件伸出来, 使工件的端面接触刀尖, 并把工件夹紧。
(2) 用45°机夹刀T0101把毛坯的外圆切到35mm, 切的长度为3mm, 再平一下端面。
(3) 选用A4的中心钻钻中心孔, 深度为2.4mm。
(4) 选用B2的中心钻钻120°的锥面, 保证锥面的直径为8.7～8.8mm。
(5) 用准5.3的钻头钻深为4mm的孔, 保证孔径为5.3mm。
(6) 用准4.2钻头钻深为16mm的孔。
(7) 用M5丝锥攻丝。
4.2 第二道工序
调头装夹, 夹住准25mm外圆, 车外圆、平端面, 保证197mm长度, 加工60°锥面, 宽度为5.7mm。
(1) 调头装夹, 把第一工序所加工出来的工件塞进去, 使夹具的端面与工件的端面定位完全接触, 并把工件夹紧, 加工右端面, 控制好工件的总长, 按已加工面找正, 打右端中心孔。
(2) 循环启动, 调用90°外圆刀把毛坯的外圆切削到准35mm, 切削的长度为15mm。
(3) 调用45°YT15外圆刀粗切工件的端面, 留0.9mm余量。
(4) 调用45°机夹刀精车工件的端面, 使端面的粗糙度达到Ra0.8。
(5) 调用A2.5中心钻钻一中心孔, 保证孔径为5.7mm。
5 结语
采取的电机轴130转轴批量加工工艺编排设计, 批量生产零件1万件以上, 产品合格率99.9%。实践证明, 该工艺编排及工序分配合理, 夹具设计正确, 在电机轴130转轴批量生产中解决了重复对刀拆卸装夹而导致加工时间长、误差大等诸多问题, 提高了生产效率, 取得了良好的经济效益。
摘要：以数控车床批量加工生产电机轴130转轴为例, 详细介绍了批量生产加工工艺, 对装夹方案进行了分析, 提出了夹具设计方法, 解决了重复对刀拆卸装夹而导致加工时间长、误差大等诸多问题, 提高了生产效率, 取得了良好的经济效益。
关键词：数控车床,电机轴130转轴,批量加工,夹具设计
参考文献
[1]李名望.机床夹具设计实例教程[M].北京:化学工业出版社, 2009.
[2]郑修本.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社, 1999.
弹簧夹具的加工工艺 篇6
机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务[1]。
工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,对中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。
专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计:1)定位装置的设计;2)夹紧装置的设计;3)对刀—引导装置的设计;4)夹具体的设计;5)其他元件及装置的设计[2]。
1 零件分析
CA 6140杠杆的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。
1.1 加工面及基准面的确定
a)加工面
主要加工面确定如下:1)小头钻D 25+00.023以及与此孔相通的D 14阶梯孔、M 8螺纹孔;2)钻D 12.7+00.1锥孔及铣D 12.7+00.1锥孔平台;3)钻2—M 6螺纹孔;4)铣杠杆底面及2—M 6螺纹孔端面。
b)基准面
主要基准面确定如下:1)以d45外圆面为基准的加工表面,这一组加工表面包括:的孔、杠杆下表面;2)以的孔为中心的加工表面,这一组加工表面包括:D 14阶梯孔、M 8螺纹孔、锥孔及锥孔平台、2—M 6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M 8螺纹孔和锥孔平台。
1.2 零件加工工艺
从提高效率和保证精度这两个前提下,并考虑到加工难度及其工作量,特制定如下加工工艺。具体的工艺过程如表1所示。
2 加工工艺孔D 25及其夹具设计
工件材料为HT200铁,硬度200HBS。孔的直径为25mm,公差为H 7,表面粗糙度Ra1.6μm。加工机床为Z535立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔D 22mm,用标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔至D 24.7mm,用标准高速钢扩孔钻;铰孔至D 25mm,用标准高速铰刀。选择各工序切削用量。
a)确定钻削用量
1)确定进给量f根据参考文献[4]机械加工工艺师手册表28-10可查出f表=0.47～0.57mm/r[4],由于孔深度比l/d0=30/22=1.36,klf=0.9,故f表=(0.47～0.57)×0.9=0.42～0.51mm/r。查Z535立式钻床说明书,取f=0.43mm/r。
根据参考文献[4]表28-8,钻头强度所允许是进给量f′>1.75mm/r[4]。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15 690N(由机床说明书查出),根据表28-9,允许的进给量f″>1.8mm/r。
2)确定切削速度v,轴向力F,转矩T及切削功率Pm
由参考文献[4]表28-3,kMv=0.88,klv=0.75[4],故
查Z535机床说明书,取n=195r/min。实际切削速度为:
由表28-5,kMF=kMT=1.06[4],故
同理,可获得扩孔切削用量和铰孔切削用量。根据以上计算,确定各工序切削用量如下:
钻孔:
扩孔:
铰孔:
3 钻M 8螺纹孔夹具设计
3.1 定位基准的选择
在加工M 8螺纹孔工序时,D 25孔和宽度为30mm的下平台已经加工到要求尺寸。因此选用和D 25孔及D 25孔下表面加上宽度为30mm的作为定位基准。选择D 25孔限制了工件的3个自由度,选择D 45外圆面定位时,限制了3个自由度。即一面两销定位[5]。工件以一面两销定位时,夹具上的定位元件是:一面两销。其中一面为D 25孔下表面,两销为短圆柱销和固定挡销。
3.2 定位元件的设计
本工序选用的定位基准为一面两销定位,所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销进行设计。
根据参考文献[5]表2-1-2固定定位销的结构及主要尺寸如图1所示[5]。
主要结构尺寸参数如表2所示。
mm
3.3 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套(其结构如图2所示)以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求:工艺孔D 25mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔D 22mm,用标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔至D 24.7mm,用标准高速钢扩孔钻;铰孔至D 25+00.023mm,用标准高速铰刀[6]。
确定钻套孔径结构尺寸如图2及表3所示。
衬套选用固定衬套其结构如图3所示。
衬套选用固定衬套其结构参数如表4所示。
钻模板选用固定式钻模板,工件以底面及d45外圆面分别靠在夹具支架的定位快及V型块上定位,用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图[7]。
4 结语
专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题,具有一定的应用价值和指导意义[8]。
摘要：设计了CA6140杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具。CA6140杠杆零件的主要加工表面是平面及孔,一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易,因此设计遵循先面后孔的原则,并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆d45外圆面作为粗基准,以D25孔及其下表面作为精基准,先将底面加工出来,然后作为定位基准,再以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床,在夹具方面选用专用夹具,考虑到零件的结构尺寸简单,夹紧方式多采用手动夹紧,夹紧简单,机构设计简单,且能满足实际应用要求。
关键词：杠杆零件,加工工艺,夹具,定位,夹紧
参考文献
[1]李余庆.用CA6140改造数控椎管螺纹车床[J].机械制造,2004,481(42):70-72.
[2]孟少龙.机械加工工艺手册[M].1卷.北京:机械工业出版社,1991.
[3]王亚鹏.CA6140型普通车床的数控化改造[J].科技创新导报,2009,30(49):60-61.
[4]李洪.机械加工工艺师手册[M].北京:机械工业出版社,1990.
[5]贵州工学院机械制造工艺教研室.机床夹具结构图册[M].贵阳:贵州人民出版社,1983.42-50.
[6]马贤智.机械加工余量与公差手册[M].北京:中国标准出版社,1994.
[7]Li Wei,Ren Jia-long,Hang Hua.The design of turn-milling e-quipment based on the CA6140 lathe[J].Machinery Design andManufacture,2008.4(4):3-5.
压路机轴承座加工工艺及专用夹具 篇7
由于直径为56mm的油槽在镗床上加工比较困难,我们决定在普通车床上加工轴承座立板上的直径为的通孔及直径为56mm的油槽。为此编制了加工工艺,设计了专用夹具。
1. 编制加工工艺
从图1中可以看出,该轴承座在普通车床上加工的主要难点有三:一是工件装夹困难,二是直径为mm的通孔与基准A面的平行度公差要小于0.10mm,三是直径为mm的通孔与底板上2个通孔的中心基准线B的平行度公差要小于0.10mm。为保证该工件的相关尺寸精度及形位精度要求,提高加工效率,必须编制合理的加工工艺。
通过上述分析,确定在钻、铰底板上2个孔时,采用钻模(或组合钻模)定位加工方式;在普通车床上车削直径为mm的通孔和直径为56mm的油槽时,采用“1面2销”夹具来装夹定位该工件。
该工件加工工艺流程确定为:首先,在组焊后的工件上施划基准A面加工线;其次,在立式铣床上铣削基准A面;再次,采用钻模(或组合钻模)定位加工方式,钻、铰底板上直径为mm的通孔和直径为mm的通孔;然后,在车床上装卡专用夹具,加工出直径为mm的通孔及直径为56mm的油槽;最后,去除加工后工件上遗留的毛刺。
由于采用钻模定位方式加工底板上的2个孔,使这2个孔的尺寸精度及形位公差精度较高。这为在普通车床上以底板基准A面和底板上2个孔作为专用夹具的装夹定位基准,保证立板上直径为mm的通孔及直径为56mm的油槽的车削加工精度奠定了基础。
2. 专用夹具结构及其使用方法
(1)结构
根据轴承座尺寸和普通车床装夹特点,我们设计制作了专用夹具。该专用夹具主要由花盘1、配重块2、紧固螺栓(3、5)、夹具本体4、圆柱定位销6、菱形定位销7、垫块8、压板9、双头紧固螺栓10等组成。如图2所示。
专用夹具本体结构如图3所示。夹具本体属于弯板焊接结构,其定位板上加工有一条宽mm的定位槽,用于与2个定位销大头配合形成定位面。2个定位销大头直径为mm,因此定位槽与定位销之间最大配合间隙为0.04mm。2个定位销与工件上2个孔采用过渡配合,其最大配合间隙为0.02mm。由上述配合间隙可知,工件与夹具的最大定位误差为上述2项间隙产生的最大定位误差之和,即0.06mm。
夹具本体定位误差已经充分考虑了工件形位精度要求。夹具本体自身各部位形位误差均小于0.02mm,即使加上0.06mm定位误差,其定位精度仍可满足工件要求的0.10mm的形位公差。为使2个定位销能在此槽中光滑移动,定位槽槽面与定位销大头均采用磨削加工(在使用过程中应涂抹润滑油)。
为避免工件立板妨碍压紧工件,将压板设计为如图4所示结构。其前部中间部位开有一直槽,槽宽比零件立板厚度大3～4mm。装夹工件时,可使压板避开立板,从而将工件压紧。
由于工件及夹具均安装在花盘一侧,花盘高速旋转时会产生较大的离心力,不利于工件加工精度。为此在与工件及夹具相对应位置上安装1组与其质量基本相同的配重块,以确保花盘旋转时处于平衡状态。
(2)使用方法
安装夹具本体将夹具本体4用紧固螺栓5固定在车床花盘上,夹具相对于花盘位置精确定位后,将2个定位销6、7的大头安装在夹具本体上的定位槽中。
将工件安装到夹具本体上在安装工件之前,先划出直径为的通孔加工线。再将工件上A基准面、底板上的2个通孔与夹具定位板上平面、2个定位销配合安装,最后将双头螺栓10旋紧,以使压板9压紧工件。
调整首件定位精度夹具在花盘上的定位精度在加工首个工件时予以确定。先校对直径为通孔的孔位线,校正后粗车内孔并留有一定加工余量。然后测量图1中65mm尺寸,通过检查孔中心误差状况,判断夹具与花盘之间的定位误差。若存在误差,略微松开紧固螺栓5,用木锤敲击夹具本体,根据误差状况,微量调整其在花盘上的位置。重新固定夹具后,再粗车孔,并再次测量该孔尺寸。如此反复,直到图1中65mm尺寸合适为止,这样就能使夹具在花盘上的安装位置得到较为精确的定位。
1.花盘2.配重块3、5.紧固螺栓4.夹具本体6.圆柱定位销7.菱形定位销8.垫块9.压板10.双头紧固螺栓11.工件
正式投入使用通过首件试车削和夹具精确定位后,后续工件的装夹加工、定位精度可由2个定位销及定位基准面来保证,不需要重复校正。
3. 加工效果
弹簧夹具的加工工艺 篇8
凝汽器是汽轮机辅机产品的重要组成部分, 其是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器。某核电机组凝汽器主要由壳体、水室、管板及中间管板、管束等部件组成, 管板将凝汽器壳体分割成蒸汽凝结区和循环冷却水进出口室, 中间管板用于管束的支撑和定位, 为了保证全部列管穿过换热孔, 对换热孔的加工精度提出较高要求。
1 工件分析
图1所示管板呈梯形结构, 外形尺寸是6650mm×3850mm, 板厚46mm, 由两种材料复合而成, 表层是5mm厚的SB265Cr.1材料, 底层是SA516Cr.60材料, 中间部位的换热孔包括两部分, 孔数共计11 410个, 孔表面粗糙度Ra6.3μm, 孔桥33±0.1mm, 从结构上可以看出, 换热孔的加工是研究重点, 换热孔具有孔数多、密度大、加工精度高, 且管板外形尺寸大, 板相对厚度薄等特点。
2 选取设备
为了提高生产效率, 引进德国乔格公司生产的6 轴数控多头钻床加工, 该机床的6根主轴同时钻孔、镗孔加工, 且机床结构具有一定的刚性, 加工产生的冲击力在机床允许范围内。通过试验加工选择合适刀具型号和切削参数, 能够实现换热孔孔径、孔桥的精密加工。
3 设计专用夹具
针对此类管板的结构特点, 加工时设计了专用夹具, 该夹具组成包括2 根定位销、多个支撑柱、多个压紧螺栓、多个垫箱、底板、特制垫圈、六角螺母等零件, 加工时的装夹结构见图2。该夹具不仅减轻了管板6 轴加工时作用于机床的冲击力, 更重要的是减轻管板加工时产生的变形和振动。
1.垫块2.弯头压板3, 10.T型螺栓4.六角螺母5, 9.垫圈6.限位柱7.连接杆8.内六角螺钉11.支撑杆12.特制垫圈13, 16.压紧螺栓14.方形垫箱15.特制垫圈17.圆形垫箱18.管板19.底板20.工作台
4 加工换热孔
1) 机床台面清理干净、无异物、油污, 检查冷却液是否充足等, 夹具底板就位在机床工作台上, 要求4 块底板按位置对齐放置, 中间部位使用螺栓拧紧, 四周使用垫块、弯头压板、螺栓等拧紧。
2) 加工底板上支撑柱用孔, 压紧管板用的压紧螺栓用孔, 此时的支撑孔和压紧孔应与产品管板的换热孔的位置一致。
3) 安装支撑柱、定位销、方形垫箱、圆形垫箱等在底板的指定位置拧紧, 将管板平放在等高垫箱、支撑柱上, 工件中心线与底板中心线对齐, 与定位销紧密贴合, 压紧管板。找正时以管板中心线为准, 水平找正在0.5mm以内、垂直找正在1mm以内。
4) 预钻管板换热孔至 φ24.9mm, 此压紧孔需逐排加工, 然后用力矩扳手以较小力矩将压紧螺钉把紧后再进行下一排孔的加工, 工装底板上的支撑孔和压紧孔及管板上压紧孔均单轴加工, 主要是由于孔数量少, 且尽量减少产品管板加工时的振动。
5) 将整个管板紧固在工装夹具上, 检查管板是否全部压紧。按数控程序钻剩余的换热管孔至 φ24.9mm。按数控程序镗准除压紧点位置的换热孔 φ25.4mm。拆下压紧螺栓, 按数控程序镗准压紧点位置的换热孔。6 轴加工换热孔的位置分布见图3。
6) 加工后, 利用通止规检查孔径, 利用游标卡尺检查孔桥, 利用粗糙度对比块检查孔的表面质量, 通过对各项指标的检查可知, 各项指标均符合图样要求, 能够满足管板及中间管板的列管穿管需要。
5 结语