如圖1所示,該零件材料為鋁合金2A12,外形是圓弧,在圓弧面上有4個M5螺紋,需要鉆4-φ4.2的螺紋底孔,孔的軸線垂直于圓弧面。怎樣既快速又方便的加工這4個孔,并保證位置精度是加工難題。
1. 工藝分析
加工此零件,按照一般工藝方案分析有3種辦法:一是鉗工劃線,劃出孔的位置,按劃線位置鉆孔。但是由于零件鉆孔位置為圓弧面,劃線難以保證孔的加工位置精度,零件質(zhì)量難以保證。二是利用先進加工設(shè)備——五軸數(shù)控機床加工,這種方法簡單,容易操作。但我公司五軸加工設(shè)備有限,并且加工成本高,也不是最好的加工方案。三是自制工裝,利用簡易工裝夾具,在普通鏜床上加工。這種方法不但成本低廉,加工快速,也能很好的保證加工精度,是比較好的選擇。
2. 工裝設(shè)計
根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,零件為圓弧面,外形不規(guī)則,夾具設(shè)計兩種方案。
(1)方案1是夾具體與零件內(nèi)側(cè)面匹配,夾具結(jié)構(gòu)如圖2所示,主要由夾具體1、固定套2、壓緊螺桿3組成,線切割加工夾具體外形面與零件內(nèi)側(cè)面接觸配合。壓緊螺釘通過固定套壓緊零件。
(2)方案2夾具體與零件外圓弧面配合,夾具結(jié)構(gòu)如圖3所示,夾具主要由夾具體1、壓緊螺桿2、限位板3、 固定螺桿4組成。數(shù)控車床加工夾具體內(nèi)徑φ32與零件圓弧面R16接觸配合,兩者之間的配合間隙不大于0.02mm,以保證加工孔的位置精度。利用限位板3,定位零件,用壓緊螺桿鎖緊零件。
通過實際加工零件,方案1夾具加工的零件,產(chǎn)品配合不好,螺紋孔位置出現(xiàn)偏差,零件配合面間隙太大,影響產(chǎn)品質(zhì)量。方案2夾具的設(shè)計和零件使用時裝配關(guān)系一致,加工的零件精度更高,定位準(zhǔn)確,配合精度高,產(chǎn)品質(zhì)量良好。并且容易裝拆零件,方便快捷?;诖诉x用方案2夾具。夾具體采用不銹鋼材料,這樣能減少工裝磨損帶來的誤差,保證零件精度,加工成批零件十分快捷。
加工夾具體時應(yīng)注意,保證夾具體左側(cè)卡盤夾緊外圓與右側(cè)零件配合內(nèi)孔同軸度精度0.01mm,保證夾具體定位零件端面E的位置精度,保證兩側(cè)限位板的對稱度精度良好。
3. 使用方法
安裝夾具到機床上,如圖3所示,先將夾具體1裝入自定心卡盤上,A面為夾具定位固定面,緊貼卡盤端面。將千分表固定在機床主軸上,用千分表找正夾具體軸線B跳動不大于0.02mm,然后再找夾具體端面C,保證端面C與軸線B垂直度不大于0.02mm,夾緊。安裝零件,零件端面緊靠夾具體E面定位,兩側(cè)限位板4限制零件位置,擰緊兩個壓緊螺桿2、固定零件。
加工時,校正工件兩側(cè)面,確定加工角度位置,鏜床通過夾具體設(shè)計時和零件的位置關(guān)系,輸入鉆孔坐標(biāo),鉆頭透過夾具體上的導(dǎo)向孔進行鉆孔加工,加工完成后,松開壓緊螺桿,取出零件,投影檢驗首件孔的位置精度,合格后批量加工。
4.結(jié)語
通過批量加工證明,該夾具設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,裝夾零件快速,調(diào)整靈活,生產(chǎn)效率高,可重復(fù)利用。加工過程中安全可靠,能很好保證零件的加工精度,非常適合大批量生產(chǎn),對類似零件有借鑒作用。