由于研究所以研制工作......



由于研究所以研制工作為主的生產(chǎn)特點(diǎn),大多數(shù)產(chǎn)品的機(jī)加工生產(chǎn)任務(wù)具有小批量、短周期、高精度的特點(diǎn)。如何保證工件的加工精度,提高加工效率,兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度的要求,是研究所機(jī)加生產(chǎn)的核心任務(wù)。同時(shí)由于我所零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),銑加工工序占有重要的部分,對(duì)于零件的生產(chǎn)質(zhì)量和進(jìn)度有著極大的影響,因而對(duì)銑加工夾具的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。
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成組夾具是指針對(duì)一組(或幾組)相似零件的一個(gè)(或幾個(gè))工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。成組夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍,提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量,也能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
針對(duì)我所的零件加工特點(diǎn),有部分的結(jié)構(gòu)零件較為適合應(yīng)用成組技術(shù)設(shè)計(jì)夾具,現(xiàn)舉幾例。希望通過(guò)總結(jié)成組夾具的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在這方面做出一些探討,與同行們互相切磋、交流。
1. 梁結(jié)構(gòu)零件的工裝設(shè)計(jì)
某所某小批量產(chǎn)品上有一組兩個(gè)梁結(jié)構(gòu)零件(見(jiàn)圖1) ,為連接產(chǎn)品內(nèi)核及外圍組合的關(guān)鍵零件。因涉及安裝對(duì)接尺寸,精度要求較高。其外形包括斜角及多處帶角度凸臺(tái)(角度一致),以及在此角度方向和兩側(cè)方向的螺紋聯(lián)接孔,導(dǎo)致銑加工工序繁瑣,而且各工步之間缺乏統(tǒng)一的定位基準(zhǔn),銑加工的勞動(dòng)強(qiáng)度很大,難度較高。其特點(diǎn)為兩個(gè)零件外形成鏡像尺寸對(duì)稱,但三處安裝孔孔距尺寸不同,這為成組夾具的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
圖1 梁結(jié)構(gòu)示意圖
針對(duì)梁結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套成組工裝,主要包括以下幾個(gè)零件(見(jiàn)圖2)。此工裝的工作原理如下:
圖2 梁零件銑削加工工裝示意圖
1，底塊 2，定位銷釘 3，基座（可換） 4，梁零件
5，基座心軸 6，壓緊螺釘 7，裝夾心軸
底塊為工裝的基準(zhǔn),要求各面的垂直度小于0.02 mm, 以保證各面翻轉(zhuǎn)加工時(shí)定位精度不受影響;其斜角的尺寸與梁零件一致,公差取梁零件斜角尺寸公差精度的2倍,考慮定位誤差,能夠保證加工角度尺寸符合要求。
基座零件為夾具的核心,通過(guò)基座心軸、定位銷釘和緊固螺釘聯(lián)接在底塊上,基座心軸可以實(shí)現(xiàn)在底塊上對(duì)稱中心的180°旋轉(zhuǎn),并通過(guò)定位銷釘保證位置精度。通過(guò)改變?nèi)幇惭b孔的孔距位置,分別對(duì)應(yīng)兩種梁結(jié)構(gòu)零件。
梁零件通過(guò)三處安裝孔,配制裝夾心軸與基座零件連成一體,螺釘緊固。銑加工時(shí)采用虎鉗橫向夾持底塊,銑零件一側(cè)外形斜角及安裝臺(tái),鉆
安裝螺孔底孔;隨后松開(kāi)螺釘及定位銷釘,將基座零件旋轉(zhuǎn)180°,加工另一側(cè)。至于安裝臺(tái)端面螺孔,可以在下一工步中,縱向夾持底塊零件,實(shí)現(xiàn)定位加工。使用該工裝,將梁零件的銑加工工序簡(jiǎn)化到了兩個(gè)工步即可完成,實(shí)現(xiàn)了兩種零件的互換加工,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率近4倍。而且由于定位方式簡(jiǎn)單可靠,精度較高,因此,很好地保證了零件的加工質(zhì)量,在該產(chǎn)品的生產(chǎn)中起到了關(guān)鍵的作用。
2.小塊薄片零件的工裝設(shè)計(jì)
某產(chǎn)品高頻組合中有幾種尺寸相同的小塊薄片零件,見(jiàn)圖3。零件材料為玻璃鋼、鋁箔、銅箔等,各不相同。加工難度在于外形及豁口尺寸
精度一致性要求較高,同時(shí)零件尺寸較小,由于材料加工特點(diǎn)不圖3小塊薄片零件示意圖同,需要通過(guò)成組工裝來(lái)保證不同零件材料均有較高的加工效率。
圖3 小塊薄片零件示意圖
加工此類零件的工裝如下,見(jiàn)圖4。
該工裝的原理是通過(guò)安裝在滑塊上的可換頂頭夾持一疊薄片零件坯料,可以根據(jù)不同材料的加工特點(diǎn)確定不同的疊層厚度。在銑床上,以虎鉗夾持兩端滑塊,隨后根據(jù)厚度尺寸選用底座零件,利用壓板和緊固螺釘使之成為一體,以底座零件底面為基準(zhǔn)裝夾,就可以使用立銑刀加工零件兩邊及豁口尺寸,隨后側(cè)轉(zhuǎn)90°,以底座零件側(cè)面為基準(zhǔn),同樣立銑刀加工零件另兩邊尺寸,從而保證零件尺寸要求。頂頭零件前端與薄片零件一同加工至尺寸,既可以防止加工時(shí)傷及滑塊零件,也為加工豁口尺寸提供了測(cè)量基準(zhǔn)。
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圖4 銑小塊薄片零件工裝示意圖
1，底座（可換） 2，頂頭 3，蓋板 4，緊固螺釘 5，滑塊
3.插針零件的工裝設(shè)計(jì)
插針零件是我所生產(chǎn)某產(chǎn)品的發(fā)射及接收天線組合中的關(guān)鍵零件之一,結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5(虛線為本道銑工工序坯料外形)。材料為鈹青銅,尺寸較小,難于加工。而且該零件的關(guān)鍵之處在于0.7mm的窄臺(tái)要求與0.7mm的圓臺(tái)對(duì)稱,其尺寸精度直接關(guān)系到電氣參數(shù)的好壞。隨著各種天線的不同電器參數(shù)的要求,0.7mm的尺寸有一系列的選擇,構(gòu)成了成組夾具的設(shè)計(jì)條件。
圖5 插針零件示意圖所設(shè)計(jì)的工裝,見(jiàn)圖6。
圖6 插針零件工裝示意圖
1，下基座 2，下壓塊（可換） 3，上壓塊（可換） 4，上基座
5，壓緊螺釘 6，壓條 7，鎖軸
工裝使用時(shí),根據(jù)不同插針零件尺寸選用不同上下壓塊,上壓塊以插針零件0.7mm圓臺(tái)為定位基準(zhǔn),鉆鉸配合孔,保證與外形尺寸對(duì)稱,反面鉆沉孔通至孔0.7mm,便于取下零件。上下壓塊均設(shè)計(jì)與零件寬度尺寸2.1mm相容的凹臺(tái),基本限定坯料外形。隨后放入上下底座之間,以螺釘壓緊,加工0.7mm窄臺(tái)。加工完成后,稍松螺釘(不需卸下),下基座在重力作用下松開(kāi),即可取出壓塊,卸下零件。
這套銑插針零件工裝的關(guān)鍵之處在于設(shè)計(jì)成組的上下壓塊,以工裝的精度保證零件窄臺(tái)對(duì)稱度的要求,大大降低了零件加工的難度及勞動(dòng)強(qiáng)度;上下壓塊設(shè)計(jì)有與插針零件尺寸一致的窄臺(tái),保證了窄臺(tái)加工過(guò)程中的穩(wěn)定性。同時(shí)上下基座作為通用基體,可適用于多種小型零件的加工,也體現(xiàn)了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)性。