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數(shù)控車(chē)薄片件夾具及加工
李宏
(廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東廣州510515)
摘要:本文就薄片工件在加工中存在的裝夾、車(chē)劉方法、面表高光.及車(chē)刀選擇的技術(shù)問(wèn)越，就自己在實(shí)際加工中的夾具設(shè)計(jì)，加工方法及刁其選擇解決問(wèn)題方面，作一敘述。
關(guān)健詞:數(shù)拉車(chē)床;薄片件;夾具;加工;刀具
引言
利用數(shù)控車(chē)床加工薄片零件，因裝夾問(wèn)題經(jīng)常需要設(shè)計(jì)加工夾具及根據(jù)圖紙要求選擇合理的刀具。如(圖一)所示，材料為防銹鋁合金(LFS)，外徑8100毫米，內(nèi)徑a34毫米.片厚僅4毫米。為音箱裝飾圈，
技術(shù)要求:(1)R4的圓弧面、內(nèi)孔及斜口位高光; (2)表面無(wú)刮傷和毛刺; (3)其它面噴細(xì)砂氧化香檳金色。
工件的毛坯尺寸，厚度4.5毫米，中間有一直徑為32毫米的孔，外徑為102毫米，在半徑44毫米處均布4個(gè)直徑4.5毫米的孔的薄圈，用沖床一次沖出。
2.難度分析及工藝流程分析
2.1從零件圖樣要求及材料來(lái)看，主要因?yàn)槭潜∑慵?，其厚度僅有4毫米，材料為鋁合金，硬度不高，并且批量較大，既要考慮如何保證工件在加工時(shí)的定位精度，又要考慮裝夾方便、可靠、并且不能損傷表面，因此關(guān)鍵是解決零件的定位裝夾問(wèn)題。
2.2根據(jù)零件圖樣，經(jīng)過(guò)工藝分析后，制定出以下加工工藝流程:
2.2.1沖床下料
2.2.2銑床銑R4的圈弧深為2毫米
2.2.3數(shù)控車(chē)床車(chē)平一側(cè)端面控制厚度4毫米
2.2.4表面噴細(xì)砂氧化香檳金色
2.2.5數(shù)控車(chē)床車(chē)R4弧面和直徑88毫米的外圓
2.2.6數(shù)控車(chē)床惶內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位。
從上述工藝流程來(lái)看，在第S步加工時(shí)，如用一般三爪撐著內(nèi)孔的裝夾方法來(lái)加工，因?yàn)椴牧陷^薄，車(chē)削受力點(diǎn)與加緊力作用點(diǎn)相對(duì)較遠(yuǎn)，剛性不足，引起讓刀和展動(dòng)，而造成R4的圓弧及直徑88毫米處外圓的表面達(dá)不到要求。在第6步加工時(shí)，因?yàn)橐约庸ち薘4的圓弧面，表面不允許劃傷，不可以再裝夾了，就算可以裝夾也會(huì)因?yàn)閯傂圆蛔愕脑蛟斐蓛?nèi)孔和斜口位表面達(dá)不到要求。因此在這兩步加工工序中要考慮如何裝夾定位的問(wèn)題。
3.夾其設(shè)計(jì)
如何保證零件定位準(zhǔn)確、裝夾方便和加緊可靠呢?根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)可知，剛體在空間的任何運(yùn)動(dòng)都可看成是相對(duì)于三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)平面，共有六種運(yùn)動(dòng)合成。這六種運(yùn)動(dòng)的可能性稱(chēng)為六個(gè)自由度·要使工件在空間處于相對(duì)固定不變的位里，就必須限制六個(gè)自由度。限制的方法，用相當(dāng)于六個(gè)支承點(diǎn)的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面接觸來(lái)限制。我根據(jù)工藝流程的分析經(jīng)過(guò)一番考慮.決定該工件采用一面兩銷(xiāo)的定位方案，因一面兩銷(xiāo)定位具有支承面大，支承鋼度好，定位精度高，裝卸工件方便等優(yōu)點(diǎn)，夾具體平面為第一定位基準(zhǔn)，限制了工件的三個(gè)自由度;圓銷(xiāo)為第二定位基準(zhǔn)，限制了工件的兩個(gè)自由度;另一個(gè)根據(jù)六點(diǎn)定位原理，在實(shí)際中我設(shè)計(jì)了如(圖二)所示夾具。
3.1夾具結(jié)構(gòu)(圖二)在第5步用數(shù)控車(chē)床車(chē)R4弧面和直徑BS毫米的外回時(shí).設(shè)計(jì)了如(圖二)所示的夾具:
3.1.1件1為夾具主體，材料為A3鋼板.最大直徑為I00趕米的臺(tái)階型工件; 3.1.2件2為定位銷(xiāo)，材料為45號(hào)鋼，直徑為4.45毫米，4個(gè)定位銷(xiāo)圓周均布，剛好與薄片工件上的4個(gè)直徑4.5毫米的孔對(duì)應(yīng)配合，使工件在夾具中定位及傳遞切削力;
3.1.3件4,5,6為改裝特制后的壓板組合休，其中件4為軟膠板，直徑80毫米，厚度3毫米，件5用A3鋼板制成，直徑80毫米，厚度l2毫米，件6為活動(dòng)頂尖，件4與件5用強(qiáng)力貓結(jié)劑粘合，然后在與件6的活動(dòng)頂尖頭聯(lián)接并在聯(lián)接處焊接固定。
3.2零件定位裝夾方法及原理(圖二)件1夾持在數(shù)控車(chē)床的三爪卡盤(pán)上.臺(tái)階處靠卡爪，用百分表打表校正夾具體的外圓及端面，本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位，限制了三個(gè)自由度;工件3的4個(gè)直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個(gè)定位銷(xiāo)對(duì)正套人，一個(gè)定位銷(xiāo)限制了兩個(gè)自由度，對(duì)稱(chēng)的一個(gè)定位銷(xiāo)限制另一自由度，另兩個(gè)定位銷(xiāo)重復(fù)限制了兩個(gè)自由度，從六點(diǎn)定位原理來(lái)看，以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位，但因?yàn)楣ぜ系母鞫ㄎ豢缀蛫A具定位銷(xiāo)的中心距精度很高，為了提高定位支承的穩(wěn)定性，采用了一面四銷(xiāo)定位，通過(guò)實(shí)踐加工證明，這樣的
重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊，使工件在加工過(guò)程中保持已獲得的定位不被破壞，本夾具通過(guò)壓板壓峨(尾座).使工件3得到較好的定位和夾緊。
3.3夾具結(jié)構(gòu)在第6步用數(shù)控車(chē)床車(chē)內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位時(shí)，設(shè)計(jì)了夾具:
3.3.1件I為夾具的主體，用A3鋼板制成，最大直徑為200毫米，厚度為20毫米的圓餅型工件，右端面有一直徑36毫米，深為7毫米的孔(零件在惶孔時(shí)以便鎮(zhèn)孔刀可以徨通孔).左端面有一直徑170毫米，深為IO毫米的孔(可用正爪撐夾);
3.3.2件6為定位銷(xiāo)，材料為45號(hào)鋼，直徑為4.45毫米，4個(gè)定位銷(xiāo)圓周均布;
3.3.3件4為軟膠板，外回直徑88毫米.內(nèi)孔直徑勸毫米，厚度1毫米，件5為壓板，用A3鋼板制成，最大直徑為170毫米，厚度為12毫米，中間有一錐孔，小端直徑40毫米，大端直徑70毫米左右.件4與件5用強(qiáng)力貓結(jié)劑粘合;
3.3.4件3為螺絲(對(duì)稱(chēng)兩個(gè))中心距120毫米，用于件1夾具主體與件5壓板的聯(lián)接。
3.4零件定位裝夾方法及原理件1夾具主體在數(shù)控車(chē)床的三卡盤(pán)上用反爪夾持，靠卡爪臺(tái)階處，用百分表打表校正夾具體的外圈及端面.本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位，限制了三個(gè)自由度;工件2的4個(gè)直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個(gè)定位銷(xiāo)對(duì)正套人，一個(gè)定位銷(xiāo)限制了兩個(gè)自由度，對(duì)稱(chēng)的一個(gè)定位銷(xiāo)限制另一自由度，另兩個(gè)定位銷(xiāo)重復(fù)限制了兩個(gè)自由度，從六點(diǎn)定位原理來(lái)看.以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位，但因?yàn)楣ぜ系母鞫ㄎ豢缀蛫A具定位銷(xiāo)的中心距精度很高，為了提高定位支承的穩(wěn)定性，采用了一面四銷(xiāo)定位，通過(guò)實(shí)踐加工證明，這樣的重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊，使工件在加工過(guò)程中保持已獲得的定位不被破壞，本夾具通過(guò)螺絲將壓板連接夾具主體，用壓板壓緊，使工件2得到較好的定位和夾緊。
4.實(shí)際操作
4.1切削用盤(pán)及走刀路線選擇
4.1.1外圓粗車(chē)時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度F200-F350，反偏刀橫裝與刀架上，采用橫向走刀一次加工完成，留梢車(chē)余量0.1-0.2毫米。
4.1.2外圓精車(chē)時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)，為取得較好的表面粗糙度選用較低的進(jìn)給速度F30-F45，采用縱向走刀一次加工完成。
4.1.3內(nèi)孔及斜口粗車(chē)時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度F200-F350,采用橫向走刀由里向外一次加工完成.留精車(chē)余量0.1-0.2毫米。
4_1.4內(nèi)孔及料口精車(chē)時(shí).主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)。進(jìn)給速度F30-F45，采用縱向走刀由外向里一次加工完成。
4.2零件加工時(shí)的特殊處理
4.2.1見(jiàn)(圖一)中A,B兩處的倒角去毛刺利用刀具的固有幾何形狀輕碰0.3-0.5毫米。
4.2.2所有刀具均無(wú)卷屑植，切屑能順前刀面排離工件，以防切屑纏繞工件而刮傷加工表面。
4.3加工時(shí)的注意事項(xiàng)
4.3.1工件要夾緊，以防在車(chē)削時(shí)打滑飛出傷人和扎刀;
4.3.2在車(chē)削時(shí)要加注柴油潤(rùn)滑冷卻，以防沮度過(guò)高燒壞刀具，使加工表面大不到要求;
4.3.3遵守安全文明生產(chǎn)。
5.結(jié)束
通過(guò)實(shí)際加工生產(chǎn).證明加工生產(chǎn)工藝流程、夾具設(shè)計(jì)、刀共及切削用量選用合理.減少了裝夾校正的時(shí)間.減輕了操作者的勞動(dòng)雙度，提高效率.保證了加工后零件的質(zhì)f,平均兩臺(tái)數(shù)控車(chē)床每周可加工成品五千件左右。
.考文欲
[1]張恩生主編:《車(chē)工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.1999.
f2〕白成軒主編:《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)新原理》，機(jī)械工業(yè)出版社.1997.