典型异形零件在机械加工中的装夹方案研究
2018-12-17钟璞孙国庆
钟璞,孙国庆
(常州纺织服装职业技术学院,江苏 常州 213164)
在常见的机械加工中,异形零件的装夹一直是影响零件质量的最主要因素之一。异形零件通常是不规则的,不可以使用通用夹具对其进行装夹与定位。经过长时间的实践与探索,我们逐步积累了一定的经验与技巧。本文将对几种常见的典型异形零件进行装夹方案研究,并阐述了可行的解决方案。
1 三角翼零件的装夹方案
装夹难点:该类异形零件毛坯一般为板材,但由于结构不规整,通常在铣床上加工时需要用压板对其进行固定,每次装夹繁琐,产量、质量都很难保证。如图1所示。
图1 三角翼零件
解决方案:
(1)在整块板材上重新设计零件的数量,从而提高产品产量,如图2所示,分为了2个三角翼零件。类似的零件,根据情况和机床行程,一般尽可能设计为零件数量的最大值,最常见的是异形垫片、异形镶块等,通常会使用激光切割、冲床加工、铣削、线切割等方法从1个板材上一次加工出几十个零件。如图3所示。
(2)如果底面为平面且必须在铣床上加工时,一般可采用胶水把整块板材粘在床身上,加工完所有零件后(零件底面留0.1mm余量),最后用刀片取下各个零件。
图2 二合一三角翼
图3 异形垫片
2 空调涡旋动盘零件的装夹方案
装夹难点:该零件一般为铸件,由于存在铸造误差以及需要多次装夹的原因,在批量零件生产时,装夹难度大,相对位置公差无法保证。如图4所示。
图4 空调涡旋动盘
解决方案:此类零件通常会设计一些专用的工装对其进行装夹,如图5所示为一个气动专用工装,装夹时间仅为3s,并且由于两销定位设计,其相应的各个形位公差,都得到了较好的保证。
图5 气动专用工装
3 曲面类异形件的装夹方案
通常该类零件,我们可以通过设计辅助支撑来解决。首先通过避开支撑杆、支撑架进行切削加工(支撑杆设计直径、宽度尽可能小),然后根据具体情况手动锯下或切削下支撑杆,再进行支撑杆断点处的修复。如图6、7所示。
图6 剃须刀模型加工
图7 电机模型加工
4 圆周不规则零件的装夹方案
(1)圆周类不规则零件,最佳的方法是选有四轴(或多轴)数控机床对其进行切削,切削表面质量好,效率高。类似装夹如图8如示。
图8 四轴数控转台
(2)在不具备多轴数控机床或有些特殊场合,我们还可以选择手动分度盘,通过把零件圆周方向分为多个不同度数的区域,然后使用三轴数控铣床等设备进行切削加工。具体案例如图9所示。
5 吸式工装装夹方案
图9 不规则轧辊三轴铣装夹方案
在通常情况下,吸式工装一般是加工薄板或者底面平整的零件,但在实际生产中研究发现,在一些不规则异形零件的加工中可利用设计辅助压块,配合吸盘使用,特别是在一些切削力要求不是很高的场合。常用的吸式工装分为真空吸式底盘和磁力吸式台面。
5.1 真空吸式装夹
对于非铁质材料的辅助压条,可选用真空吸盘式的夹具对其进行固定。如图10所示。
图10 真空吸式夹具
5.2 磁力吸式装夹
磁力吸式台面适用于各种铁质材料的压条如图11所示。
图11 磁力吸式台面
6 结语
本实验室长期对异形不规则零件进行切削加工研究,文中列举了几种有代表意义异形件的加工方法,其中各零件的装夹方案均是通过实验所得,在实验加工中均得到了满意的加工效果,证明其是切实有效的,方案是可行的。