某安裝座的加工與車床夾具設(shè)計(jì)

史獻(xiàn)營(yíng)

（沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所 ，遼寧 沈陽(yáng) 110015）

安裝座是裝在某設(shè)備上的基座，是過(guò)渡安裝件，毛坯為1Cr18Ni9Ti的精鑄件，如圖1所示，形狀不規(guī)則，加工測(cè)量有一定的難度。具有一定思考內(nèi)容與想象空間的加工零件。找一種能保證安裝座的加工質(zhì)量，低廉的加工成本，高效率的加工方法是我們追求的目標(biāo)。

1 安裝座工藝分析

安裝座形狀不規(guī)則，結(jié)構(gòu)特殊，安裝座兩端是圓盤形安裝邊，兩端安裝邊之間有16°37’的夾角及0.94mm偏心，連接兩安裝邊是不規(guī)則曲面且壁厚只有2mm。安裝座的裝夾部位只有兩端的圓盤，按此件的結(jié)構(gòu)形狀在任何一種機(jī)床設(shè)備上加工都要設(shè)計(jì)工裝。安裝座雖然形狀不規(guī)則但需要加工部分都是內(nèi)外圓，加工兩端圓的角度偏心等尺寸參數(shù)在機(jī)床上都難以測(cè)量，只有加工后用專用測(cè)具或三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量。安裝座是中批量生產(chǎn)。由以上分析安裝座適合在數(shù)控機(jī)床、鏜床和車床上加工。

2 工藝方案的制定

根據(jù)以上分析初步制定三種安裝座加工工藝方案：

（1）鉗劃2端面余量線、基準(zhǔn)B線-粗鏜2端面-精鏜Φ95端外圓內(nèi)孔-精鏜Φ122.5端外圓端面、Q面及10-Φ7.5孔-去毛刺。

（2）鉗劃2端面余量線、基準(zhǔn)B線-鏜Φ95端面-數(shù)控銑（五軸）-數(shù)控銑（五軸）-去毛刺。

（3）車-鉗劃基準(zhǔn)B線-車-車-鉗劃基準(zhǔn)B線-車-鏜（10-Φ7.5孔）-去毛刺。

第一種加工方案，選擇在鏜床上加工，需要度盤和分度頭，并且要設(shè)計(jì)工裝，使安裝座正確定位裝夾，保證尺寸43±0.07與偏心0.94±0.1。此工藝方案優(yōu)點(diǎn)是工序集中，在鏜床上可全部完成安裝座的加工。缺點(diǎn)是表面粗糙度Ra1.6難于保證，加工效率低，增加鏜床占用時(shí)間。

第二種加工方案，大部分加工在數(shù)控銑（五軸）完成，也需要設(shè)計(jì)工裝。而且數(shù)控銑需2道工序，2次裝夾找正，并未發(fā)揮機(jī)床的長(zhǎng)處。安裝座的形狀也不大適合在數(shù)控銑上加工，機(jī)床占用時(shí)間長(zhǎng)，而且加工效率也不高，因單位僅有一臺(tái)數(shù)控銑。

第三種加工方案，安裝座大部分的加工面都是圓及端面，特別適合在車床上加工，需要設(shè)計(jì)工裝，大部分工序在普通車床上加工，而且普通車床多，可多臺(tái)機(jī)床同時(shí)加工。

圖1

圖2

圖3

結(jié)合本單位的實(shí)際請(qǐng)況通過(guò)分析決定采用第三種加工方案。即能提高加工效率，又能降低成本，通過(guò)設(shè)計(jì)工裝保證安裝座的加工質(zhì)量。以圖2（a）敘述，第1工序，用車床軟爪夾Φ97（毛坯）外圓，以M端定位，加工Φ97端面，端面留1mm余量。第2工序，如圖1所示，鉗工劃基準(zhǔn)B線，在Φ95端面外圓、M面、Φ122.5外圓、Q面、基準(zhǔn)面A及不規(guī)則形面外端都劃出基準(zhǔn)線B。第3工序，如圖2（b），在車床上裝夾工裝后找正Φ180外圓，全跳動(dòng)在0.02之內(nèi)。安裝座以G面為基準(zhǔn)用Φ62孔定位，工裝D面與安裝座Φ95外圓線對(duì)齊確定角向位置，用壓板壓緊安裝座。加工Φ外圓及端面，保證尺寸5.5±0.3mm。第4工序，如圖3（a），在車床上裝夾工裝找正Φ218外圓全跳動(dòng)在0.02mm之內(nèi)。安裝座用端面為基準(zhǔn)，以Φ外圓定位，角向位置安裝座N面與工裝D面線對(duì)齊。加工Φ95端面的外圓內(nèi)孔等全部尺寸，為了提高第6工序的定位精度安裝座尺寸Φ加工成Φ軸向保證尺寸8±0.3mm。第5工序，如圖1所示，鉗工在Φ95外圓及M面劃基準(zhǔn)B線。第6工序，如圖3（b），在車床上裝夾工裝找正Φ32外圓全跳動(dòng)在0.01mm之內(nèi)。安裝座以端面W為基準(zhǔn)，以Φ定位，加工Φ122端外圓、端面的全部尺寸，其中43±0.07，測(cè)量2±0.02mm間接保證，其中給安裝座定位誤差及其他誤差留有±0.03mm的預(yù)留量。第7工序，在鏜床上找正Φ122.5外圓與端面，跳動(dòng)在0.02mm之內(nèi)，角向找正基準(zhǔn)B線，加工10-Φ7.5孔。最后第8工序，鉗工去毛刺，清理零件并標(biāo)記。

3 車削工裝的設(shè)計(jì)

車削工裝用在車床上，首先要裝夾方便牢固，有利于裝夾在正確位置，方便找正。其次要零件定位正確，裝夾牢固。使加工零件的軸心與車床主軸回轉(zhuǎn)軸心重合。最后車床工裝要加工容易。圖2（b）是第三工序車削用工裝，設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)是定位芯軸。心軸的前端6mm有1∶16.25的斜度，而且定位芯軸可以軸向收縮。因?yàn)榘惭b座Φ62內(nèi)圓是未加工表面，其內(nèi)圓的大小圓度會(huì)有一定的誤差，所以車削工裝用定位芯軸的斜度與軸向收縮保證安裝座Φ62內(nèi)圓定位準(zhǔn)確，消除誤差。第四工序車削工裝如圖3（a），用安裝座的加工外圓Φ與端面定位，只要正確給出工裝相對(duì)零件的定位偏心0.94±0.1與斜角16o37′± 5′就可以了。以上2個(gè)工裝對(duì)于偏心0.94±0.1與角度16o37′來(lái)說(shuō)是粗加工工裝，偏心與角度的公差可以大一些，有利于工裝的加工制造。因?yàn)榘惭b座偏心0.94±0.1與角度16o37′的誤差，在第六工序的車削加工中可以得到糾正。因此第六工序的工裝設(shè)計(jì)對(duì)于保證安裝座的質(zhì)量起關(guān)鍵作用，第六工序車削工裝如圖3（b），工裝直接用安裝座Φ內(nèi)圓的端面與內(nèi)圓定位，沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差。為了減小定位誤差前工序安裝座的已加工成Φ安裝座的偏心在工裝中設(shè)計(jì)為0.94±0.02。為保證安裝座尺寸43±0.07，工裝相應(yīng)的設(shè)計(jì)尺寸為45±0.02如圖3（b），測(cè)量2±0.02mm充分滿足安裝座的尺寸公差要求。

結(jié)語(yǔ)

帶有斜角與偏心的安裝座，通過(guò)設(shè)計(jì)工裝在車床上加工，加工后經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格，其偏心0.94±0.1在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上檢驗(yàn)合格。用車床加工安裝座大大的提高了加工效率，降低了成本。有些零件只要認(rèn)真分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)工裝在普通設(shè)備上加工，同樣能高效優(yōu)質(zhì)的加工不規(guī)則形狀精度較高的零件。

[1]陳宏均.簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

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[3]朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

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