机器人焊枪冷却零件的夹具的设计与加工

陈心勇

（广东省国防技师学院，广东 广州 510515）

0 引言

机器人焊枪冷却零件的加工，目前一般使用数控车床与数控铣床和一些普通简易机加工设备。由于该产品外型结构为不规则（如下图1）所示,普通的三爪卡盘和平口钳很难直接进行装夹，必须采用专用夹具。使用数控车床与数控铣床上加工，每件需约5次装夹，并不易保证加工精度与形位公差，特别是加工“矩形外螺纹”容易断刀。因多次装夹造成产品质量不稳定性。存在产品报废率较高，导致加工上给我们带来一些困难。为了提高生产效率，降低成本、快速提供交货能力，同时也综合各方面因，对机器人焊枪冷却零件进行切削时间及人工成本的计算、机床的损耗等,无法减低零件的成本。特选用公司加工设备“LB46车铣中心机床”。在该机床上我们设计了夹具，通过该夹具能够提高加工效率，保证产品的加工质量，完成了生产任务。

图1 产品零件图

1 产品零件图工艺分析

根据图纸要求，经工艺分析后，制定以下工艺流程：

（1）毛坯的检验，据毛坯要求，合格进入生产车间；

（2）采用弹簧夹头卡盘装置，用弹簧夹头装夹毛坯（已加工端面侧与夹头台阶作为长度定位基准），首先加工Φ33.75mm与矩型螺纹、Φ27.15、Φ17.05加工至尺寸[1]；

（3）其次掉头车另一端，用弹簧夹头装夹Φ33.75mm外圆与定位33.85mm位置，加工至尺寸；

（4）加工完后手工去除棱角毛刺；

（5）表面清洗处理,检验与入库；

2 夹具设计

如何保证零件的位置度公差、装夹方法，结合实际情况对工艺流程的分析后，在第2-3步用台湾新代数控系统“LB46车铣中心机床”加工时[2]，在车床主轴上设计了如下夹具，如图2所示。

图2 夹具结构图

夹具结构说明：夹头材料为65Mn弹簧钢，根据夹头内孔中心轴线为基准，加工出与产品形状相同的轮廓，按夹头设计图进行加工，用于放置毛坯工件，并对产品进行加工；据夹头内孔中心轴线为基准，据夹头设计图进行加工（未供设计图），用于调头装夹已加工零件，对产品进行另一侧全部尺寸加工成品；夹具端面上有加工避空槽与台阶，主要用于防止刀具干涉；

3 夹具定位与安装原理

夹具安装：用百分表校正簧夹头座内锥面精度，并控制内锥面跳动精度小于0.01m装过程：将弹簧夹头座与法兰盘连接，并装上销紧螺杆，依次对角进行锁紧螺杆[3]。

夹具定位：夹头主要用于装夹毛坯，保证加工产品的同轴度及其技术要求作用。夹头主要用于装夹已加表面并起定位、夹紧作用。夹具有支承面大，支承钢度好，定位精度高，夹具成本低，容易装夹应用[4]。

4 刀具材料与角度、设计

车、铣、钻工序刀具采用一般的可换式硬质合金车刀，刀片的材料为YG3，攻丝刀具采用HSS高速钢材料[5]。

为了减少装夹次数，确保一次装夹完成所有工序要求，因车床装刀具容量有限，为此特别设计了一些非标钻孔刀具[6]。如图3所示。

图3 非标类钻孔刀具

5 零件加工的检测方法

内孔用通止规检测，螺纹也用通止规、长度用卡尺测量；

偏心部分、中心钻、形位公差采用三坐标设备进行检测；

6 加工时的注意事项

工件装夹要牢固，防止车削时打滑飞出伤人和扎刀，车削中最好采用铜切削油进行冷却加工[7]，所有刀具的卷屑槽几何形状，切削时尽量使其顺着排屑槽排离工件，以防切屑刮伤工件已加工表面，零件摆放整齐，切勿用手触摸零件已加工表面、以防氧化[8]。

7 结语

经过实践验证，该零件的加工工艺、夹具设计、刀具等均合理有效。解决了在数控车床加工零件时；因装夹产品不方便、花费时间长、定位精度问题、产品质量与生产成本等难点。利用该夹具方便、轻松、稳定可靠，而且在连续加工过程中，可以确保达到图纸所要求的加工精度，这样既保证了零件的加工质量不合率产生（从原来3%下降至0.5%），提高了零件的生产效率2倍，也减轻了操作者的劳动强度。