模锻件毛坯随形夹具设计
2015-11-09张会珍王宏宇
张会珍, 王宏宇
(中航工业郑州飞机装备有限责任公司,郑州 450005)
0 引言
我公司零件模锻件毛坯种类较多,结构各异。其主要特点是与零件结构极其接近,加工余量很小,而在模锻件加工时又存在一些问题:1)基准的确定较为麻烦,通常要反复划线找出零件的粗基准,通过铣削、磨削得到精基准进行后续加工;2)工序繁琐,生产效率低,加工过程中毛坯需要多次周转,长、宽、高各方向均要通过划线→铣平面→磨平面三个工序确定创建零件加工基准;3)产品质量不稳定,零件加工过程多次装夹和找正,会存在一定误差。以上问题已成为制约产品生产进度的瓶颈,因此,如果在减少零件工序和装夹次数的情况下,快速创建毛坯基准,将可以有效地缩短工序加工时间和提高产品质量。
1 工装设计思路及原理
由于模锻件毛坯结构的特殊性,毛坯状态在装夹定位上有很大的局限性,常规的定位(虎钳、组夹)很难实现快速创建精基准。为了解决这个问题,我们对模锻件零件的毛坯进行分析,发现模锻件两端的拔模斜度基本相同,且同一种零件的毛坯状态稳定一致,因此考虑改变传统的定位方式(如以孔、轴、大面为基准),设计随形夹具用毛坯的外形进行定位。对原来的工艺方案进行改进。
随形夹具以模锻件毛坯的外形定位,主要利用外形的的拔模斜度,夹具块上增加与拔模斜度同角度的坡度,制作工装以毛坯两斜面(拔模斜度)卡在夹具块槽内,夹具槽内含坡口,固定X、Y方向,再配合虎钳、基础板、夹具体等使用,解决不规则毛坯的装夹问题。
以图1中零件为例,此零件结构不规则,传统的工艺流程:毛坯→划厚度线→铣厚度→磨厚度→划轴中心线→粗车外圆→铣外形→铣钩口及槽……,为确定轴的位置和毛坯余量分配,划线过程复杂,且整个加工过程难度大、效率低、资源浪费。改进方案后工艺流程:先铣毛坯的两侧的圆台端面,将同侧圆台铣为同一高度,把零件装在随形夹具上(图2),零件外形与随形夹具通过拔模斜度固定,再用虎钳装夹(夹持面为两侧圆台)铣平面1,作为后续加工的精基准。改进方案后,取消了传统的划线工序和磨工工序,减少装夹次数的同时,大大地提高了生产效率。
图4
图5
图1
图2
图3
图6
2 推广应用
图2中随形夹具虽然结构简单,但比较实用。在实际生产过程中,为提高生产效率,保证产品质量稳定,我们依据随形夹具的原理,根据零件结构,设计了系列随形夹具(图3、图4、图5、图6等),这类夹具的共同点是:用外形定位;针对性较强,实现零件在毛坯状态稳定装夹;可直接将外形基准转变为零件精基准,减少划线工序和装夹次数。
3 结语
随形夹具可以根据零件外形特点,通过工装转化为外形定位,可以适应复杂外形模锻件毛坯的装夹,并且能够一次定位加工出精基准,减少反复划线和来回周转,加工效率高。其设计原理适用于所有不规则外形毛坯的夹具设计,有广泛的推广价值,解决了不规则毛坯装夹困难的瓶颈。