| 徑向孔可轉位鉆模
江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司 夏向陽
圖1所示的零件為我公司的數(shù)控機床上的一種壓蓋,零件要求在距大端面6.25mm處圓周上加工出10個均布的M6螺紋孔。此孔的作用是:在機床主軸做動平衡試驗時,在螺紋孔中擰進或旋出緊定螺釘來給相應部分減重或加重,因此這些孔的位置度是有一定的要求的。此類孔的加工工藝為:平臺找正→劃線→沖孔→裝夾→鉆孔→攻螺紋。工藝流程復雜,劃線工作繁雜,生產(chǎn)效率低下,特別是工件裝夾部分是薄壁的,裝夾時易使工件變形,所鉆的孔是圓柱面上的徑向孔,鉆頭容易引偏和打滑導致斷裂,因此只適合單件加工。自從我公司被選定為國家的數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化基地后,數(shù)控機床產(chǎn)量已增加到年產(chǎn)幾百臺,此種加工方法已經(jīng)不能適用零件的工藝節(jié)拍,滿足不了生產(chǎn)的實際需求,為此我開發(fā)了一種可轉位鉆模,經(jīng)過實踐檢驗,可以提高工效4倍左右,極大地提高了勞動生產(chǎn)率、降低了操作工人的勞動強度,也減小了鉆頭的損耗,.延長了刀具的使用壽命,效果很好,深受工人好評.
1.夾具的結構及工作過程
如圖2所示,該夾具主要由夾具體21、定位心軸5、回轉分度盤20、回轉軸承19、鎖緊支架14、定位銷9、定位襯套8、壓緊彈簧11、快換鉆套6、定位銷1等組成。其工作過程如下:先將工件2的￠60.2mm的孔套入定位心軸5,同時使工件2上的￠5mm的工藝銷孔對準定位銷1,然后用銅棒均勻敲擊工件使其大端面靠緊心軸的￠68軸肩左端面,此時工件已經(jīng)定位完畢,擰緊螺母4,通過開口壓板3將工件2夾緊,當鉆完第一個孔時,轉動鎖緊手柄17,可將回轉分度盤20松開,此時將滾花把手13向右提起,橫銷12相應從彈簧座套10的右端面所開的3.5mm深的凹槽中抬出,待橫銷12與凹槽脫離后立即將滾花把手13轉過90°,然后松手,在壓緊彈簧11彈力作用下,橫銷12靠緊在彈簧座套10的右端面上,這時定位銷9已完全從定位襯套8中退出,然后將回轉分度盤20連同工件2一起回轉36°,此時將滾花把手13稍微向右拉出并重新轉回90°,然后松手使橫銷12對準3.5mm深的凹槽放下,此時定位銷9會在壓緊彈簧11的彈力的作用下重新進人下一個定位襯套中,直至橫銷12與凹槽槽底接觸為止,此時分度盤定位完畢,將鎖緊手柄17轉回,將分度盤鎖緊即可進行下一個孔的加工,重復上述過程轉動分度盤9次就可以將10個孔加工完畢。
2.定位分析
工件2通過定位心軸5的￠60.2mm的軸頸和￠68mm的軸肩以及定位銷1組合定位,定位心軸的￠60.2mm的軸頸和￠68mm的軸肩限制了工件除了繞自身軸線回轉以外的五個自由度。要在工件圓柱面上鉆均布的孔,還必須限制工件2繞自身軸線回轉的自由度,定位銷1的作用正是限制這一自由度的,至此工件已經(jīng)完成6點完全定位。為此我們必須預先在工件2的端面上距圓心R40mm的圓弧上關于圓心對稱的鉆、擴、鉸出兩個￠5mm的工藝銷孔(如圖1所示,這里之所以要鉆出對稱的兩個孔,是為了該零件的動平衡考慮的),回轉分度盤20上也需在端面上距圓心R40mm的圓弧上任選一點鉆、擴、鉸出一個￠5mm的工藝銷孔(如圖3所示),然后再以此孔為基準,逆時針轉過18°在￠85mm的圓弧中心線上鉆、擴、鉸出第一個￠8mm的分度銷孔,再在￠85mm的圓弧中心線上每間隔36°加工一個孔,順次加工出另外的9個孔即可。
3.設計要點
這里需要注意的是,由于定位銷1不需要經(jīng)常從分度盤20上的￠5mm工藝銷孔中取出,故定位銷1和分度盤20上的￠5mm工藝銷孔宜采用過盈配合;由于加工完畢后工件2要從心軸5和定位銷1上取下,結合工件2的實際定位要求,心軸5與工件2的￠60.2mm的孔宜采用過渡配合(如本夾具中采用的￠60.2H6/k6);定位銷1與工件2上的￠5mm工藝銷孔也宜采用過渡配合,以方便工件2的拆卸。另外為了便于工件2的拆卸,必須保證工件2大端面與分度盤20的左端面留有足夠的間隙(如圖2 本夾具為7mm),以便插人加力桿之類的桿件,通過從工件四周均勻敲擊加力桿來拆卸工件,否則工件拆卸困難,就違背了設計夾具提高生產(chǎn)效率的初衷。彈簧座套10的右端面的凹槽深度一定要大于回轉分度盤定位完畢狀態(tài)下定位銷9下端面與定位襯套8的錐孔上表面的距離(如圖2中本夾具中的3.5mm＞3mm),這樣才能保證橫銷從凹槽中拉出放到彈簧座套10的右端面上后,定位銷9完全從定位襯套8中退出,以便于分度盤進行分度。
4.夾具特點
(l)工件采用六點完全定位,保證了圓柱面徑向孔的加工精度。
(2)采用工件軸向夾緊,夾緊力有利于工件準確定位而不會破壞它,夾緊力作用方向與工件剛度最大方向一致,不會引起工件變形。
(3)采用兩只深溝球軸承支承回轉分度盤,工件分度回轉輕松自如。
(4)定位襯套8采用錐形孔,分度盤定位準確。
(5)工件采用開口壓板夾緊,工件裝夾快捷,夾具采用快換鉆套,鉆套磨損更換方便。
(6)可以根據(jù)不同的孔數(shù)更換相應的分度盤,夾具有一定的柔性。
5.主要零件的材料選擇及熱處理
定位心軸5、回轉分度盤20、要求具有很高的耐磨性,材料選用20Cr,淬火硬度應達58-62HRc;定位襯套8、心軸襯套18、定位銷1、定位銷9均為軸類或盤套類零件,宜選用45鋼,因均要求具有較高的耐磨性,淬火硬度應達到45-50HRC;夾具體21、鎖緊支架14選用HT300,其余為標準件或選用Q235A。
編輯：[國抒云]
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