單臂刨床坡口加工工裝的設(shè)計(jì)

□ 崔衛(wèi)則 □ 袁紹芳 □ 王 軍 □ 崔 帥 □ 李志偉 □ 高 楊

1.山西航天清華裝備有限責(zé)任公司 山西長(zhǎng)治 046012 2.火箭軍駐某軍事代表室 山西長(zhǎng)治 046012

1 原坡口加工方法

某車間采用B1016A單臂刨床,最大加工工件尺寸為長(zhǎng)6 000 mm、寬1 600 mm、高1 250 mm,工作臺(tái)尺寸為長(zhǎng)6 000 mm、寬1400 mm,對(duì)鋼板、槽鋼、角鋼等細(xì)長(zhǎng)形零件加工坡口。加工時(shí),刨刀放在T形工作臺(tái)上,并用自制的U形夾具將刨刀夾緊,如圖1所示。當(dāng)零件的坡口角度變化時(shí),需要調(diào)整刨刀的角度。通過(guò)調(diào)節(jié)U形夾具,可以改變刀的角度,但在調(diào)節(jié)過(guò)程中遇到了問(wèn)題。

(1) 在調(diào)節(jié)刨刀角度時(shí),刨床上沒(méi)有設(shè)置刻度盤,旋轉(zhuǎn)角度憑操作工經(jīng)驗(yàn),零件坡口角度的精度不能保證。

圖1 U形夾具

(2) 由于T形工作臺(tái)外形尺寸的限制,通過(guò)U形夾具調(diào)節(jié)刨刀角度時(shí)只能在0°～40°之間變化,應(yīng)用范圍受到限制。

(3) 通過(guò)U形夾具調(diào)節(jié)刨刀角度受限時(shí),可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)刨床T形工作臺(tái)來(lái)增大角度,但也只能在0°～40°的基礎(chǔ)上再增大5°,應(yīng)用范圍仍受到限制,并且刨床T形工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)比較煩瑣,操作工一般不用這一方法。

針對(duì)上述情況,從精益生產(chǎn)層面考慮,筆者設(shè)計(jì)了單臂刨床坡口加工工裝[1-4],以提高細(xì)長(zhǎng)形零件坡口的加工效率。

2 工裝功能

坡口加工工裝需要實(shí)現(xiàn)三方面功能。

(1) 實(shí)現(xiàn)刨刀多角度變化。坡口加工工裝可以多角度旋轉(zhuǎn),使刨刀角度的改變不受限制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)針對(duì)細(xì)長(zhǎng)形零件可以加工任意角度的坡口。

(2) 提高坡口角度的精度。坡口加工工裝設(shè)置刻度盤,可以精確地將刨刀設(shè)置在要求的角度位置,提高坡口角度的精度。

(3) 實(shí)現(xiàn)快速定位。當(dāng)加工某一角度坡口時(shí),將刻度盤旋轉(zhuǎn)至要求的角度,并通過(guò)銷軸進(jìn)行定位,防止因切削力過(guò)大而改變刨刀角度。

3 工裝組成

坡口加工工裝設(shè)計(jì)時(shí)參考了車床刀架結(jié)構(gòu),將刨刀安裝在刀架上,刀架可以在單臂刨床T形工作臺(tái)上繞軸旋轉(zhuǎn)任意角度。坡口加工工裝三維模型如圖2所示,坡口加工工裝結(jié)構(gòu)如圖3所示。坡口加工工裝主要由刀架、銷軸、固定座、旋轉(zhuǎn)軸、彈簧、T形螺母、緊定螺釘、螺母等組成。

圖2 坡口加工工裝三維模型

4 工裝使用

(1) 將旋轉(zhuǎn)軸穿入固定座的中間孔中,中間孔為旋轉(zhuǎn)孔,使用T形螺母將固定座固定在T形工作臺(tái)上。

圖3 坡口加工工裝結(jié)構(gòu)

(2) 將內(nèi)外側(cè)兩個(gè)銷軸和彈簧依次裝入刀架銷軸孔中,將刀架套在旋轉(zhuǎn)軸上,旋轉(zhuǎn)刀架,使其中一個(gè)銷軸能夠插入固定座的小孔中,將旋轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)螺母旋緊。銷軸位置如圖4所示。

圖4 銷軸位置

(3) 將刨刀放在刀架一側(cè)的槽中,調(diào)節(jié)好刨刀角度,用緊定螺釘壓緊,壓緊后開(kāi)始加工坡口。

若坡口角度有變化需求,在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大5°,則具體調(diào)節(jié)方法如下:松開(kāi)旋轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)螺母,插入固定座內(nèi)的外側(cè)銷軸在彈簧力作用下向上彈起,手持外側(cè)耳軸旋轉(zhuǎn)90°,將外側(cè)耳軸放置于刀架上表面,此時(shí)刀架可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)5°。刀架角度調(diào)整后,手持內(nèi)側(cè)耳軸旋轉(zhuǎn)90°,使內(nèi)側(cè)銷軸插入固定座內(nèi)相應(yīng)的小孔中,內(nèi)側(cè)耳軸同時(shí)也插入刀架的腰圓孔中,旋緊旋轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)螺母,鎖緊刀架。

5 關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)

5.1 固定座

固定座既要與T形工作臺(tái)連接,又要實(shí)現(xiàn)坡口加工工裝在固定座上旋轉(zhuǎn)。為實(shí)現(xiàn)以上兩種功能,設(shè)計(jì)的固定座三維模型如圖5所示。中心臺(tái)階孔安裝旋轉(zhuǎn)軸,圓周三個(gè)臺(tái)階孔安裝T形螺母后再與T形工作臺(tái)連接,正面兩排小孔中相鄰兩個(gè)小孔與固定座圓心的夾角為5°,將銷軸插入孔中進(jìn)行限位。背面凸出的長(zhǎng)方塊嵌入刨床T形工作臺(tái)的T形槽中,起定位作用。

圖5 固定座三維模型

5.2 刀架

刀架利用旋轉(zhuǎn)軸連接在固定座上,可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)360°。所設(shè)計(jì)的刀架三維模型如圖6所示。兩個(gè)方槽用于放置刨刀,用兩個(gè)緊定螺釘夾緊。在刀架上設(shè)計(jì)有兩個(gè)銷軸孔,銷軸孔為臺(tái)階孔,起限位作用。

圖6 刀架三維模型

5.3 旋轉(zhuǎn)軸

旋轉(zhuǎn)軸用于連接刀架和固定座,是主要的受力零件,其三維模型如圖7所示。旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)為臺(tái)階軸,端部加工一段螺紋,使用螺母可以將刀架與固定座壓緊。

5.4 銷軸

銷軸起限位作用。在刀架旋轉(zhuǎn)至指定角度后,將銷軸插入固定座的銷孔內(nèi),防止因刨刀在加工時(shí)切削力過(guò)大而導(dǎo)致刀架旋轉(zhuǎn),影響零件的坡口角度。銷軸三維模型如圖8所示。

圖7 旋轉(zhuǎn)軸三維模型

6 工裝應(yīng)用

所設(shè)計(jì)的坡口加工工裝已投入使用,刨刀角度的改變不受限制,由此實(shí)現(xiàn)了針對(duì)細(xì)長(zhǎng)形零件多角度加工坡口的目的。坡口加工工裝設(shè)置刻度盤,可以精確地將刨刀設(shè)置在要求的角度位置,提高了坡口角度的加工精度。通過(guò)銷軸進(jìn)行限位,防止因切削力過(guò)大而改變刨刀角度,實(shí)現(xiàn)快速定位。這一坡口加工工裝的應(yīng)用得到了操作工的好評(píng)。