一种汽车轮毂轴承座加工工装设计
2020-12-24陈毛权陈天武安徽安簧机械股份有限公司
文/陈毛权 陈天武(安徽安簧机械股份有限公司)
一、工装设计概况
某汽车轮毂单元轴承座形状及所需要求加工尺寸如图1 所示。该工件轴承孔圆度要求为0.02mm,相关形位公差要求非常高。但该产品孔壁较薄,三爪夹持易产生变形,加工后难以保证相关尺寸要求,产品废品率较高,不经济。为保证图纸要求尺寸且提高产品合格率、降低制造成本,经反复实践后设计出一套轴承座车床工装。
图1 某汽车轮毂单元轴承座形状及加工尺寸
二、工装设计原理
该产品加工的难点是基准尺寸及同轴度的保证,即轴承孔、端面及内孔与外圆的同轴度,所以工装设计时要着重考虑保证圆度、垂直度、平行度及同轴度。设计方案如下:为避免装夹时工件产生变形,工装设计时要考虑到工件强度最大处进行夹持,经分析,工件4 个法兰孔毛坯外圆强度最大,在此处进行夹持;利用数控车床三爪原理,将工装夹紧部位形状设计为与工件外形一致,这样工装夹紧时能将整个工件外形抱住,受力均匀,且工件中心与车床中心基本在同一轴线上;基准位尺寸加工完成后,以内孔及端面定位,车削另一端外圆及端面。以轴承孔尺寸下差为基准,设计模芯尺寸比孔小0.02~0.03mm,且模芯与端面垂直度控制在0.01mm 以内;定位模芯与车床主轴圆跳动、端面跳动控制在0.01mm之内,这样才可能保证内孔及外圆同轴度。
三、工装设计中的注意事项
根据产品外形将工装设计为三段,然后与数控车床卡盘连接,保证工装与卡盘齿进行啮合;由于该产品圆度要求较高,所以设计时夹紧压力范围要求为12~15MPa,压力过大工件会产生变形,圆度将会超差;定位模芯尺寸
四、工装结构特点
以毛坯强度最大处进行工装设计,其好处是夹紧时工件不产生变形,易保证产品同轴度;二序模芯连接部分设计为锥形,且与车床锥度定位套配合,保证模芯与主轴同轴度;为保证各部位加工均匀,一序垫板上需加调整螺钉,根据不同批次毛坯进行调整。工装结构简图如图2 所示。
图2 工装结构简图
五、工装工作过程
工件装进抱爪内,定位螺杆与工件端面贴紧,抱爪夹紧工件,一序动作完成。然后掉头以加工好的内孔及端面通过模芯定位,角向进行限位,锁紧螺母将模芯涨开锁紧工件,二序工装动作完成。
六、工装调试注意事项
抱爪调整好后,将抱爪连接块齿与卡盘齿进行啮合并用螺栓固定,利用液压原理使抱爪能夹紧和张开,同时调整好定位螺钉以保证工件上、下面加工余量均匀;涨芯模芯与端面定位部分装配好后需经三坐标检测,以保证垂直度在合格范围内;模芯锥形与车床锥套连接时先用杠杆千分表进行圆度及垂直检测,合格后用螺栓锁紧;工件装夹前必须保证模芯、端面及工件装夹部位清洁,不允许有污垢或铁屑进入定位部分,否则影响工件同轴度、垂直度,且表面会产生压痕,影响光洁度等。
七、结语
该工装的投入使用,同时保证了圆度、同轴度及垂直度,节省了装夹时间,减轻了工人的劳动强度,也节约了加工时间,提高了生产效率。