高效车夹具的设计

设计与研究高效车夹具的设计梁如国陈金宝王明新(山东大学工程训练中心济南250061)摘要:本文通过一种高效使用车夹具的设计过程及使 用效果,证明了选择合理的加工工艺及装备是实现加工过程优质高效的重要途径。关键词:工艺装备定位基准误差夹紧Design of High- efficiency Vehicle ClampLIANG Ruguo, CHEN Jinbao, WANG Mingxin(The Engineering Training Center of Shandong University, Jinan 250061)Abstact:' This paper proves that, for making the processing course high- quality and high- eficiency,it is theimportance approach to choose rational procssing technology equipment, by the design process and ffeet of usingthe vehicle clamp high- eficiently.Key words: Technology, Equipment, Datum, Eror, Clip机械加工工艺及装备对机械加工实现优质高效车床上加工。原来他们是在普通卧式车床CA6140上往往起着主导作用，我们为某企业汽车水泵壳体加加工,用三瓜手动卡盘装夹。由于能装夹的部位是一-工工艺及装备所做的改进取得了明显效果，就充分锥体三爪夹不牢，他们便在铸坯时锥体尾端加上一体现了这一点。段圆柱体用来装夹。在最后- -道工序加工锥体外端由于汽车工业的发展,需要大量的汽车水泵,在面时再去除。国际市场供不应求，因此在国内加工又具有成本低1这种方法加工存在的问题是:这一优势。所以一些外商都到国内来寻找合作伙伴。1.1基准不统一- ,装夹过程中需要对工件进行找这样某企业也做起了专门为外商配套生产汽车水泵正处理浪费不少时间。壳体的业务。1.2普通车床只有-一个刀架,一次只能加工一个通常一个系列产品的水泵壳体虽然规格有大部位完成一次加工循环, 占用时间长效率低。小,但形状相似,加工内容基本相同。图1是其中一1.3刀架上最多只能装四把刀。不能满足多部分种需求量较大的水泵壳体的加工简图1。加工和粗精加工要采用不同刀具的要求。完成-一个加工循环。要么卸刀再换刀,要么转另-台机床上二- -0L00次装夹,辅助时间用的太多。1.4加工过程完全靠操作者手工控制,为了保证精度,加工过程中,需多次测量,多次进刀既不易保证质量容易出废品,又浪费时间。由于以上原因,生产效率很低,一台设备-一个班次只能加工几件工件,为满足产量要求,他们只好采用多中国煤化工:量的人力、物力、严重清我们帮助解决。MHCNMH Gn找们很据厂 口时礼里相的构特点及该厂现有设图1备情况,通过分析和研究，提出了更换加工设备和为此工件为- -回转体,加工面有内孔和端面,宜在其设计快速专用夹具来解决问题的方案，征得其同25.现代制造技术与装备2006第3期总第172期意后实施。外端不加工的表面，由安装在机床主轴尾端的回转2该厂原有CB3463转塔式车床,该机床有前后.油缸提供动力拉紧工件。回转油缸是标准的,由专门刀架和转塔刀架,转塔刀架六个工位面可利用,能前的制造厂提供。后刀架和转塔刀架同时切削，正适合加工水泵壳体夹具结构。综合上述选择，把它们连接起来,组的要求。工艺过程安排为前刀架车外端面，一次完成一个整体安装到机床上,就是我们用的夹具。其机成，同时转塔刀架粗车内孔φ 40H7及φ 55H8和小构如图2所示。端面。有一个刀杆上装两个刀头和在-个工位上安不同的刀具来实现。实行合理加工余量、定程、定吃刀深度-一次进刀完成。刀具转位后精车两内孔一次进刀完成,其精度由刀具的位置来保证,刀具的正确位置由专门的对刀快保证。这样只由前刀架有手动控制,大大减化操纵难度和减少了加工时间,提高了生产效率。3采用新的装夹方式,不同工艺园柱装夹。用专.用夹具实现快速装夹,省去找正工艺路线确定之后,设计一套适用，高效的夹具就成为实现目标的关键了。图2夹具结构示意图夹具设计要做的工作主要有,定位基准的选择,1.夹具体2.自位弹簧3.定位套4.支承钉定位方式和定位元件的选择，误差分析夹紧方式和5.拉爪6.浮动盘连接盘7.拉杆方法的确定。从而确定夹具结构。绘制图纸。进行制主要有:1、夹具体,2、自位弹簧,3、定位套,4、支承造安装。钉,5、拉爪,6、浮动盘连接盘,7、拉杆等件组成。3.1定位基准的选择。工件为回转体,经向的移夹具体用止口定位，用螺栓和机床主轴连在一动和旋转的,四个自度必须限制,轴向只须限制移动起,具有刚性大精度高的特点。为了保证夹具体的制的自由度。沿轴线旋转的自由度无须也无法限制。选造精度,在夹具体的加工时可先做好止口,按照安装择锥体为定位基准,可限制工件的五个自由度。但因位置,上好夹具体进行自车,保证其形位公差。锥体表面为毛坯面,不可能做到形状尺寸-致,有必三个支承钉均布在夹具体的端面上,它们的位要和端面定位结合。既用锥体作经向移动定位,用端置要尽量靠近夹紧点,以减少夹紧时工件的变形。三面作轴向移动和Z、Y轴的旋转定位。由于端面定位个拉爪均布在同-个圆周上，用浮动盘连接盘和拉所消除三个自由度和锥体定位消除自由度重合,出杆与油缸连接-起，通过油缸的前后动作带动拉爪现过定位,这可在通过改变定位元件的结构消除。伸缩,实现工件夹紧或松开,非常方便。为防止取下3.2定位元件的选择,端面的定位支承选用适合工件时,定位套随工件掉下,可在定位套伸的极限位车加工面用的三个C型支承钉。径向定位采用-一个置设置档快,使其不能再外移。锥度小于壳体尾锥锥度的锥套来实现。由于锥度小从结构上,我们可以看出在工件的装夹过程中，于锥体的锥度，锥体和锥套之间的接触变成了在某定位套在弹簧的作用下始终是紧贴工件锥部而随之一位置上的线接触,变成了只限制移动,不限制旋转 - .起移动, 而又不影响工件紧贴支承钉,就是锥套只的定位，再把锥套做成自位浮动式的,轴向移动的限起了定心作用，在也是夹具的特点。制也消除了。在样就避免了过定位的出现，达到定位3.4误差及精度,该夹具的定位误差就是锥套和合理准确的要求。夹具体之间的间隙，别的定位误差都等很小。它们之3.3方式方法的选择，液压夹紧具有夹紧力大、间中国煤化工及小。而且每一次加可靠性高、夹紧力可调和快捷等优点。所以选用液压|YHCNMHG说定位误差很小。夹夹紧。从工件的机构来看,用拉紧的方法把工件压紧紧误差可以忽略不计，因为夹紧时受力主要集中在定位支承元件最容易实现和便于制造,结合夹紧工外壳上,尾锥基本不变形,但有要求的加工尺寸全在件的位置在不影响加工的要求，选用三个拉爪压在尾锥上。这样有影响的误差只有夹具(下转第32页)万26数据现代制造技术与装备2006第3期总第172期弹簧缓冲,即在I、1、IV法兰盘上端面分别均布3个圆柱螺旋压缩弹簧,当各级下行到终点时,法兰盘压缩下--级法兰盘上的弹簧，达到缓冲效果(弹簧的更换也很方便)。同样由于自重的关系,气缸各级到上端的冲击不是很大，只在各级导向杆下端的定位锁紧块上加装弹簧就可满足缓冲要求了。图4只wppr.2081.密封防尘圈2.压盖3.油杯4.导向座5.衬套6.导向套7.ng法兰盘8. 导向杆144升降台主要性能指标的测试15 ,升降台主体装配完成后,经实际称量,总质量为22680N。将其固定于户外专用混凝土基座上，顶端带图31.气源2.球阀3.除水过滤器,油雾器=联件4.压力开关400kg模拟负载，与气控系统集成后以0.8MPa气压5.减压阀6.三位五通中封式双电控换向阀7.带先导式单向进行测试,结果如下:阀的速度控制阀8.单向节流阀9.压力开关10. 压力表4.1各级运行平稳顺畅，上下单程所用时间均可11.安全阀12.三级伸缩气缸13.两位两通电控换向阀在1~5分钟范围内自由调整;14.补压储气罐15.单向阀4.2各级两端终点处缓冲效果好，振动非常轻3.3为防止各种因素(加工、装配累积误差或外微;界风力)可能造成的活塞杆与导向轴承偏磨而引起4.3升至最高点后关闭气源,24小时内,几乎无轴承上下窜动(上窜可能破坏密封圈,下窜可能脱落下落,自锁性能好;而损伤气缸内部),对各级前盖此部位的传统结构作4.4处于最高位置时,在八、九级风力作用下,几了改进:上端加止动台阶,下端与缸筒之间加一环形乎无晃动,稳定性好。挡板,挡板上端面带环形沟槽,并均布几个通孔,以5结束语保证气流畅通。经模拟试验，升降台主要性能指标满足工况及3.4空心活塞杆及导向杆的外表面和其他各级技术要求。本产品的研制填补了该技术领域的空白,缸筒的内外表面镀硬铬,法兰盘、前后盖、活塞和其为高稳定性气动升降台的系列开发奠定了基础。其他小零件做深度发蓝处理,大底座表面喷船用漆,以应用领域可拓展到通讯、航空、航天、军事等行业和保证气缸的防潮、耐盐性,从而确保其使用寿命。部门,前景非常广阔。(上接第26页)的制造误差和机床本身加工误差了。的浪费。夹具制造误差我们通过制定夹具每个元件的合理公经过改进后装夹工件不用找正,多道工序同时进行,差来控制。加工误差由机床本身的精度和切削条件装卸快捷。现场实践证明生产效率可提高6-7倍,废及刀具的正确位置所决定的。就我们加工的零件来品率也大大降低。完全达到了预期的效果，是夹具设看,因为一次装夹,完成多道加工,其形位公差由机计中比较成功的-一个范例。床本身的精度所保证。又因为转塔车床加工的特点,采用定程定位加工，只要机床刀具的位置调整正确参考文献:就可保证加工质量了。刀具调整用专用的对刀快来实现。版中国煤化工当一切按照要求做后，加工过程中只需首件测YHCNMHG学出版社量和定时抽检外,如不调整机床,更换刀具就不用进[3]刘友才，肖继德,机床夹具设计。机械工业出版社行检查。省去了加工过程中多次测量的麻烦和时间[4]武良臣等,敏捷夹具设计理论及应用。煤炭工业出版社万弱数据