特殊孔機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

胡現(xiàn)豐

搖臂零件是紡織機(jī)械中廣泛應(yīng)用的一個(gè)零件裝置，對(duì)于紡織機(jī)械的生產(chǎn)運(yùn)行有著非常重要的作用和影響。因此，進(jìn)行紡織機(jī)械中搖臂零件的夾具設(shè)計(jì)研究，其作用意義也十分明顯和突出。卷緯機(jī)作為一種典型的紡織機(jī)械，在卷緯機(jī)的錠帶張緊裝置，搖臂零件作為一個(gè)重要的應(yīng)用零件，應(yīng)用非常廣泛。通常情況下，在卷緯機(jī)錠帶張緊裝置中，平均每只錠就需要應(yīng)用一個(gè)搖臂零件，因此，卷尾機(jī)中對(duì)于搖臂零件的應(yīng)用十分廣泛，并且應(yīng)用數(shù)量巨大。

在進(jìn)行卷緯機(jī)搖臂零件的加工制造中，根據(jù)該零件產(chǎn)品在卷緯機(jī)中的裝配要求，零件中的一個(gè)160+0.025以及兩個(gè)50+0.021孔，這三個(gè)孔在裝配過程中不僅具有較高的平行度要求，同時(shí)需要這三個(gè)孔與搖臂零件中的A面垂直度達(dá)到0.025 mm，具有較高的裝配要求。因此，在進(jìn)行該零件的設(shè)計(jì)制造中，按照傳統(tǒng)的毛坯鑄造以及時(shí)效、A面銑磨，進(jìn)行內(nèi)孔以及各孔端面車鎘、劃線、2-4鉆割、鉸孔至50+0.021，最后進(jìn)行檢驗(yàn)。

但是，在對(duì)于上述工藝加工實(shí)現(xiàn)的搖臂零件進(jìn)行裝配檢驗(yàn)中，零件尺寸以及位置精度并不符合搖臂零件的設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致出現(xiàn)較多數(shù)量的零件廢品，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)這種情況，本文將結(jié)合該紡織機(jī)械搖臂零件的設(shè)計(jì)要求，對(duì)其加工工藝以及裝配實(shí)現(xiàn)的具體需求進(jìn)行分析研究。

1 特殊孔的機(jī)械加工工藝研究

特殊孔機(jī)械加工工藝分析 按照上述傳統(tǒng)工藝方式進(jìn)行搖臂零件的加工制造后，其尺寸大小以及零件鉆孔位置并不能滿足相關(guān)要求。針對(duì)此情況，在進(jìn)行零件生產(chǎn)加工技術(shù)以及工藝改進(jìn)基礎(chǔ)上，應(yīng)用“毛坯鑄造、時(shí)效、A面銑磨、零件160+0.025內(nèi)孔以及各孔端面粗精車銑、應(yīng)用夾具進(jìn)行2-4.8-0.10孔鉆進(jìn)加工、手工進(jìn)行2-4.8-0.10以及50+0.021的鉸孔加工、最后進(jìn)行檢驗(yàn)”的工藝方法，進(jìn)行搖臂零件及其孔洞的加工制造。在對(duì)于上述工藝方法加工生產(chǎn)出的機(jī)械零件進(jìn)行檢驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加工生產(chǎn)零件的精度有很大的改善和提高，但是在進(jìn)行零件中的孔洞加工中，由于零件的13 mm寬槽沒有經(jīng)過機(jī)械加工，屬于原鑄造毛坯面，因此在進(jìn)行零件中的孔洞4.8-0.10鉆孔加工中，容易出現(xiàn)鉆頭鉆偏的情況，導(dǎo)致最終手工鉸孔加工出來的2-50+0.021孔孔洞位置精度不能達(dá)到相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，在卷緯機(jī)中進(jìn)行裝配應(yīng)用后，容易導(dǎo)致卷緯機(jī)錠帶在生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)應(yīng)用。

如圖1所示，為紡織機(jī)械卷緯機(jī)頂帶張緊裝置中的搖臂零件工作示意圖。

根據(jù)上述傳統(tǒng)工藝以及改進(jìn)工藝進(jìn)行搖臂零件加工生產(chǎn)的具體情況，結(jié)合搖臂零件本身的特殊性，在進(jìn)行搖臂零件中的2-4.8-0.10孔加工中，有一個(gè)孔的情況下，需要鉆頭通過切入、切出以及又切入、又切出的加工特點(diǎn)進(jìn)行鉆孔加工實(shí)現(xiàn)。因此，進(jìn)行搖臂零件鉆孔加工過程中，重點(diǎn)是第二次切入加工部分，由于鉆頭的切入點(diǎn)位于凹凸不平的毛坯平面上，所以很容易就會(huì)出現(xiàn)鉆頭鉆偏的情況。再加上引導(dǎo)鉆頭進(jìn)行鉆孔加工的鉆套距離第二次切入面的距離比較遠(yuǎn)，鉆頭直徑又比較小，進(jìn)行鉆孔加工過程中還容易出現(xiàn)彎曲變形，導(dǎo)致鉆孔加工中出現(xiàn)較大的偏移，與零件加工的位置精度要求出現(xiàn)偏差，造成加工生產(chǎn)零件不符合設(shè)計(jì)要求。

特殊孔機(jī)械加工夾具設(shè)計(jì)分析 結(jié)合搖臂零件加工情況，為避免鉆孔加工中鉆頭跑偏影響零件位置精度，通過在搖臂零件13 mm槽的位置處增加一個(gè)鉆套，以提高零件加工中鉆頭的引導(dǎo)精度，避免鉆頭鉆偏問題發(fā)生，從而提高零件加工的精度。如圖2、圖3所示，分別為對(duì)于特殊孔工藝夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)示意圖和裝配示意圖。

在圖3所示的特殊孔改進(jìn)夾具裝配示意圖中，數(shù)字1表示手柄，2表示偏心輪，3表示拉簧，4表示轉(zhuǎn)軸，5表示心軸，6表示壓板，7表示鉆套，8表示短定位銷，9和10分別表示夾具體以及安裝孔，11表示定位銷釘，12表示支承釘，13表示鉆模板螺釘，14則表示中間增加的鉆套。通過對(duì)搖臂零件加工夾具進(jìn)行上述改進(jìn)，并在機(jī)械加工中進(jìn)行裝配應(yīng)用，不僅較大程度地提高了鉆頭引導(dǎo)的精度，有效避免零件加工中鉆頭鉆偏問題，而且提高了搖臂零件加工的精度，有利于在紡織機(jī)械中生產(chǎn)應(yīng)用。

2 特殊孔工藝中改進(jìn)夾具定位原理與操作分析

根據(jù)上述對(duì)于特殊孔加工中應(yīng)用夾具的改進(jìn)設(shè)置，在進(jìn)行搖臂零件加工中，夾具通過一個(gè)大平面和工件的A面進(jìn)行接觸，以對(duì)于工件的三個(gè)自由度進(jìn)行限制。同時(shí)，夾具通過使用一個(gè)短圓柱銷，也就是圖3所示的短定位銷，與工件的160+0.025內(nèi)孔進(jìn)行配合，對(duì)于工件的兩個(gè)自由度進(jìn)行限制。此外，夾具還通過支承釘?shù)淖饔茫瑢?duì)于工件的一個(gè)自由度進(jìn)行限制，這樣就能夠在工件加工過程中，通過夾具對(duì)于加工工件進(jìn)行完全定位實(shí)現(xiàn)，從而對(duì)于工件加工的精度進(jìn)行保證。

總之，進(jìn)行特殊孔工件加工中應(yīng)用的夾具，主要通過偏心輪夾緊，在轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的情況下，通過偏心輪帶動(dòng)壓板圍繞心軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)，同時(shí)進(jìn)行工件壓緊實(shí)現(xiàn)。在對(duì)工件壓緊后，則分別開始進(jìn)行兩個(gè)4.8-0.10孔的鉆孔加工。在鉆孔完成后，松開夾具手柄，取出加工工件，通過手工進(jìn)行50+0.021孔的加工實(shí)現(xiàn)。

在進(jìn)行工件加工過程中，為了保證工件加工的精度，需要對(duì)于加工工件兩孔中心距尺寸精度以及50+0.021兩孔的位置精度進(jìn)行計(jì)算。首先，根據(jù)紡織機(jī)械搖臂零件加工要求，在進(jìn)行零件中160+0.025孔以及50+0.021孔加工中，要求兩孔中心距公差為0.1 mm，并且50+0.021兩個(gè)孔與加工工件的A面的垂直度要求為0.025 mm。因此，在進(jìn)行工件加工應(yīng)用夾具設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意對(duì)于定位誤差以及導(dǎo)向誤差導(dǎo)致的工件加工精度影響進(jìn)行考慮，并注意通過公式（1）進(jìn)行工件加工精度核算：

（1）

在上示公式中，δK表示的是兩孔中心距的尺寸公差，D、D1、d、d1以及δD、δD1、δd、δd1分別表示兩孔基本尺寸和公差值。

其次，在進(jìn)行50+0.021兩孔位置精度計(jì)算中，根據(jù)零件加工中對(duì)于50+0.021孔和加工零件A面的垂直度要求，也需要通過公式（2）進(jìn)行垂直度等位置精度計(jì)算校核：

（2）

在上示公式中，δK2表示的是加工工件中50+0.021兩孔的垂直度公差。

通過上述公式進(jìn)行工件加工精度的核算，能夠避免加劇裝配應(yīng)用中的誤差，同時(shí)通過夾具定位對(duì)于加工過程中鉆頭鉆偏誤差的控制，能夠?qū)τ诩庸すぜ木冗M(jìn)行保證。

3 結(jié)束語

總之，在進(jìn)行特殊孔機(jī)械加工工藝以及夾具設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意結(jié)合影響加工工件精度準(zhǔn)確性的具體原因，結(jié)合工件加工的工藝方法，對(duì)于加工工藝以及夾具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，以避免影響工件加工精度。

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