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電機(jī)座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
摘 要:電機(jī)座是機(jī)床上數(shù)量較多的零件,它的精度直接影響到機(jī)床的精度、性能等。加快電機(jī)座的加工速度、降低電機(jī)座的加工成本可以增加機(jī)床的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞:電機(jī)座;工藝;夾具
在機(jī)器中支承或容納零部件的零件稱之為機(jī)架,電機(jī)座作為機(jī)架的一種,設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)考慮到機(jī)架設(shè)計(jì)需要保證的特性:剛性、強(qiáng)度及穩(wěn)定性,還要滿足機(jī)架的一般要求,如抗震性好、熱變形對(duì)精度影響小、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工藝性好、便于鑄造加工、安裝調(diào)整方便以及經(jīng)濟(jì)美觀等。
電機(jī)座是數(shù)控機(jī)床拖動(dòng)環(huán)節(jié)中重要的零部件之一,使用數(shù)量大,屬于小箱體類零件,主要作用是聯(lián)接伺服拖動(dòng)電機(jī)和滾珠絲杠,因此對(duì)該零件的制造精度、加工效率的要求都很高。安裝軸承處孔的大小為Φ62H7,該孔對(duì)電機(jī)安裝面垂直要求不大于0.01,壓蓋的安裝面裝軸承孔中心的跳動(dòng)不大于0.01;電機(jī)止口大小為Φ110H7,其中心線對(duì)軸承座處中心線同軸度要求不大于Φ0.02,電機(jī)的安裝面對(duì)電機(jī)止口中心線的跳動(dòng)要求不大于0.01。
1.電機(jī)座加工工藝性分析
電機(jī)座用于連接電機(jī)與絲杠,并將其固定在基座上。加工中心三軸的定位精度、重復(fù)定位精度等對(duì)電機(jī)座的精度有很大關(guān)聯(lián)。因此電機(jī)座精度對(duì)加工中心的成品精度起到?jīng)Q定性的作用。我們公司的電機(jī)座,經(jīng)過(guò)幾年的不斷改進(jìn),已具有良好的工藝性、經(jīng)濟(jì)性。下面對(duì)電機(jī)座加工的重點(diǎn)部位進(jìn)行分析:
1.1電機(jī)座毛坯因鑄造工藝、留量、木型、拔模斜度、車間當(dāng)時(shí)溫濕度以及供貨商不同等因素,電機(jī)座之間存在很大差異,無(wú)法尋找折中的部位作定位和裝置,而且車間內(nèi)部取消了劃線工序。以上為電機(jī)座的夾具設(shè)計(jì)造成麻煩。我們現(xiàn)在的解決方案為增加一道工藝序,在此序使用機(jī)床手脈粗略的定位并加工出裝置面和定位面。要求此序夾壓簡(jiǎn)單,耗時(shí)少。影響精度的主要因素有:操作者的技術(shù)水平以及責(zé)任心。
1.2作為機(jī)床上的拖動(dòng)環(huán)節(jié),作用是拖動(dòng)裝配體在導(dǎo)軌上運(yùn)行,要求絲杠與導(dǎo)軌的平行度好,反映到電機(jī)座上就是軸承孔、電機(jī)止口連線與基面的平行度(要求0.01),因電機(jī)座的結(jié)構(gòu)問(wèn)題(只有2個(gè)面可以作為裝置面使用,無(wú)法使上述2個(gè)加工部位在一次夾壓內(nèi)完成),只能在2個(gè)工序內(nèi)完成?梢栽诩庸で熬迠A具,檢測(cè)一下此面與機(jī)床Z軸(臥式加工中心)的平行度(要求0.008)。影響精度的主要因素有:設(shè)備精度、刀具(Φ62H7鏜刀)、夾具。
1.3電機(jī)座位于電機(jī)與絲杠之間(絲杠與電機(jī)之間使用聯(lián)軸節(jié)連接)。電機(jī)與電機(jī)座止口配合,絲杠與電機(jī)座軸承口內(nèi)的軸承(3個(gè))配合。為了保證機(jī)床工作平穩(wěn),要求電機(jī)與絲杠同軸度要達(dá)到一定的精度。這個(gè)精度反映到電機(jī)座上就是電機(jī)止口與軸承安裝孔的同軸度(要求0.01)?梢杂稍O(shè)備在一次夾壓內(nèi)加工完成來(lái)保證。影響精度的主要因素有:設(shè)備精度、刀具(軸承安裝孔Φ62H7需使用200長(zhǎng)的鏜刀)。
總上,電機(jī)座的加工存在幾個(gè)重點(diǎn)部位,都可以很容易解決,具有良好的加工工藝性。設(shè)計(jì)夾具主要需要考慮的是電機(jī)座的加工的經(jīng)濟(jì)型。
2.電機(jī)座的加工工藝略述
總結(jié)上一小節(jié)的敘述,電機(jī)座的加工分為3序:工藝序、銑基面、鏜孔。
2.1粗銑裝置面(加工工藝性分析1.1)。電機(jī)座屬于批量生產(chǎn)零件,首件加工時(shí)使用機(jī)床粗略的確定零件在機(jī)床上的位置,后續(xù)的零件按照此位置校準(zhǔn)。加工出下序所需的裝置面以及定位面。此序存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在,鑄出的軸承孔與電機(jī)止口的同軸差1~5mm。解決方案為,用鏵鉆檢測(cè)軸承孔與電機(jī)止口的位置,作用與劃線相似,有點(diǎn)不同就是可以加工下序的定位面,使下序的加工方便,快捷。使用設(shè)備臥式加工中心、立式加工中心。建議使用立式加工中心,可以有效的降低加工成本,提高電機(jī)座加工的經(jīng)濟(jì)性。
2.2銑基面(加工工藝分析1.2)。使用上序加夾具置面、定位面夾壓電機(jī)座。加工電機(jī)座與基座的裝配面、定位銷孔、安裝孔等。使用設(shè)備臥式加工中心、立式加工中心。建議使用臥式加工中心,可以旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),減少1次夾壓。
2.3鏜孔(加工工藝分析1.3)。使用基面、定位銷、M10螺栓,模擬電機(jī)座的工作狀態(tài)夾壓。依次加工電機(jī)安裝面、止口、軸承孔端面、軸承孔、各種螺紋孔,需旋轉(zhuǎn)臥式加工中心工作臺(tái)1次。使用臥式加工中心加工。
2.4電機(jī)座的加工與其他零件的加工一樣,有以下幾條經(jīng)驗(yàn):
(1)粗加工時(shí)先面后孔,平面的接觸面積大,定位穩(wěn)固可靠,而且大部分的零件的裝配和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是平面,可以使設(shè)計(jì)、定位、裝配的基準(zhǔn)重合,減少誤差,降低變形,提高精度;精加工時(shí)先孔后面,產(chǎn)品裝配涉及孔時(shí),先裝配的是孔的位置,然后才是面,孔決定面,所以精加工時(shí)要先加工孔,然后加工孔所在的平面。對(duì)于鉆孔無(wú)論粗精都是先加工面,后加工孔,這樣可以避免鉆孔時(shí)孔的偏斜和鉆頭的崩刃。
(2)粗、精加工分開(kāi)。零件加工的時(shí)候,會(huì)因加工過(guò)程中的受力與溫度的變化產(chǎn)生變形,變形的大小與零件的結(jié)構(gòu)、剛性等因素有關(guān)系。粗加工完成時(shí)需將零件時(shí)效,釋放應(yīng)力后再進(jìn)行精加工,這樣可以提高零件的精度,以及裝配成品的穩(wěn)定性。在零件結(jié)構(gòu)好、剛性強(qiáng)、內(nèi)應(yīng)力小的前提下,粗加工產(chǎn)生的變性小,此時(shí)可以在面粗加工完成后粗加工孔,最后依次精加工孔、面。電機(jī)座的加工鏜孔序的加工順序?yàn)榇帚?粗鏜-轉(zhuǎn)工作臺(tái)180°-銑-轉(zhuǎn)工作臺(tái)180°-精鏜-精銑。
(3)零件中若有形位公差要求,需將形位公差的相關(guān)位置集中加工。這樣可以提高形位公差的精度。
3.電機(jī)座夾具的設(shè)計(jì)
電機(jī)座夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到裝置、定位、夾壓、效率等方面:
3.1保證電機(jī)座的各項(xiàng)精度。設(shè)計(jì)夾具是最重要是保證零件的各項(xiàng)精度,在保證定位、夾壓、對(duì)刀等方面的方案準(zhǔn)確的前提下提高效率。夾具的工裝等級(jí)比零件要高1級(jí)。
3.2夾具上各零部件盡量選用廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)零件,這樣可以避免一些夾具設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤,降低設(shè)計(jì)者的工作量,減少備件,縮短制造周期,降低制造成本,提高夾具的質(zhì)量。
3.3夾具使用的安全性,扳手應(yīng)有足夠的空間;而且在扳手的操作范圍內(nèi)應(yīng)注意不應(yīng)有鋒利的邊緣,以免對(duì)操作者造成傷害;夾緊方向盡量在前側(cè)活右側(cè),方便用力。
3.4夾具應(yīng)具有良好的工藝性、經(jīng)濟(jì)性,夾具的加工、裝配都應(yīng)該本著方便、簡(jiǎn)單的思想,應(yīng)有可以通過(guò)調(diào)整、加修等定期修正夾具的方法。并且應(yīng)在滿足需要的前提下,盡量降低夾具的成本。
3.5根據(jù)車間情況對(duì)各序工裝設(shè)計(jì)思路:
(1)第1序的夾具,夾具在立式加工中心工作臺(tái)上的位置偏前,便于裝夾;電機(jī)座上確定位置的部位在前側(cè),便于操作者觀察、確定位置。一個(gè)夾具上安裝4個(gè)電機(jī)座。
(2)第2序的夾具,夾具位于工作臺(tái)的中間,可使電機(jī)座前后兩面都可以加工到;電機(jī)座的定位使用2頂1靠的方式。一個(gè)夾具上安裝2個(gè)電機(jī)座。
(3)第3序夾具,夾具位于工作臺(tái)的中間,使用彎板類夾具,電機(jī)座安裝面與工作臺(tái)垂直,方面在加工前精修裝置面;定位方式使用銷孔定位,定位銷比銷孔小0.1mm,方便安裝。一個(gè)夾具上安裝4個(gè)電機(jī)座。
(4)第1序使用立式加工中心,第2序、第3序設(shè)計(jì)加工多面使用臥式加工中心。
3.6改革與創(chuàng)新是一個(gè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的源動(dòng)力,下一步的工作重點(diǎn)是對(duì)夾具進(jìn)行改進(jìn),使用液壓夾具實(shí)現(xiàn)夾壓定位的自動(dòng)化;使用測(cè)頭完成對(duì)刀的自動(dòng)化。進(jìn)一步提高零件質(zhì)量,降低操作者的工作量。
參考文獻(xiàn):
[1]王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.
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