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一文帶你解讀三爪式內(nèi)撐車削工裝

時間:2018-07-18 15:10:14來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:?三爪式內(nèi)撐車削工裝為復(fù)合纖維材料制成的絕緣筒件。產(chǎn)品內(nèi)孔使用心軸模具成型后,利用脫模機(jī)脫出,故內(nèi)孔已達(dá)到使用要求,無需再加工,并可以作為后續(xù)車削加工的加工基準(zhǔn),但裝夾過程要求不得損傷內(nèi)孔。長度按圖樣尺寸并預(yù)留加工余量后由鋸床鋸出。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是壁薄、直徑較大且長度較長,加工要求高,內(nèi)外圓不但有同軸度要求,而且兩端面還有垂直度及平行度的要求。

一文帶你解讀三爪式內(nèi)撐車削工裝

產(chǎn)品特點(diǎn)

三爪式內(nèi)撐車削工裝為復(fù)合纖維材料制成的絕緣筒件。產(chǎn)品內(nèi)孔使用心軸模具成型后,利用脫模機(jī)脫出,故內(nèi)孔已達(dá)到使用要求,無需再加工,并可以作為后續(xù)車削加工的加工基準(zhǔn),但裝夾過程要求不得損傷內(nèi)孔。長度按圖樣尺寸并預(yù)留加工余量后由鋸床鋸出。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是壁薄、直徑較大且長度較長,加工要求高,內(nèi)外圓不但有同軸度要求,而且兩端面還有垂直度及平行度的要求。同時由于產(chǎn)品的材料特性,內(nèi)孔有輕微變形,圓度有0.05mm左右的偏差。該產(chǎn)品批量大、內(nèi)徑規(guī)格多,要求效率高,故應(yīng)設(shè)計(jì)簡單、方便且實(shí)用的以內(nèi)孔定位的內(nèi)撐車削工裝,將外圓及端面一次性裝夾完成加工。

圖1所示是一款產(chǎn)品的尺寸規(guī)格

三爪式內(nèi)撐車削工裝的結(jié)構(gòu)及使用原理

如圖2所示,三爪式內(nèi)撐車削工裝主要是由3組獨(dú)立的三爪組件和1個輔助頂尖構(gòu)成。每組三爪組件均由三爪、內(nèi)撐支架和尼龍內(nèi)撐塊組成。其中三爪與內(nèi)撐支架焊接連接,尼龍內(nèi)撐塊通過螺栓固定在內(nèi)撐支架上。

圖2

1.卡爪2.內(nèi)撐支架3.產(chǎn)品4.尼龍內(nèi)撐塊5.輔助頂尖

依據(jù)工裝調(diào)試加工時的順序,將改制過的三爪式內(nèi)撐工裝按順序逐一安裝在數(shù)控車床的卡盤上,無需再進(jìn)行任何校正,直接套上產(chǎn)品,這時產(chǎn)品長度方向的定位可以使用一長度樣塊,放置于卡盤端面與產(chǎn)品左端面之間即可完成定位。接著使用適當(dāng)?shù)膴A緊力將產(chǎn)品外撐,尾端再安裝輔助頂尖,一是可以起輔助支撐作用,二是方便產(chǎn)品裝夾(無需移動車床尾座)。該輔助頂尖的尾端有中心孔,使用機(jī)床的尾座頂尖定心固定,整個工裝形成“一夾一頂”的裝夾方式??ūP三爪外撐夾緊需使用扭力扳手,以控制夾緊力,該產(chǎn)品一般設(shè)定20N·m的轉(zhuǎn)矩即可。加工完畢后,只需松開車床尾座頂尖,卸掉輔助頂尖,接著松開卡盤三爪,即可輕易地從工裝尾端取下產(chǎn)品。

三爪式內(nèi)撐車削工裝的設(shè)計(jì)

(1)內(nèi)撐支架的設(shè)計(jì)。如圖3所示,使用與現(xiàn)有車床卡盤相匹配的正三爪與內(nèi)撐支架焊接成型為一體,并保證之間整體保持基本的居中垂直。內(nèi)撐支架的大平面需保證平整,且均勻排布有螺釘安裝孔,用來固定尼龍支撐塊。支架尾端設(shè)計(jì)單邊為3°的錐度圓弧,與輔助頂尖一端的外錐面配合,工裝安裝后對支架起輔助支撐的作用。該圓弧需在車削工裝整體安裝調(diào)試時整體加工成型。支架尾端端面設(shè)計(jì)有1個M6的螺紋工藝孔,也是為了安裝調(diào)試工裝時使用。內(nèi)撐支架整體應(yīng)保證穩(wěn)固可靠。

圖3

(2)尼龍內(nèi)撐塊的設(shè)計(jì)。如圖4所示,使用尼龍作為產(chǎn)品內(nèi)孔的內(nèi)撐塊,一是可以減輕質(zhì)量;二是可以保證與產(chǎn)品接觸時不損傷產(chǎn)品內(nèi)孔;三是尼龍材料易切削,易于后期調(diào)整,更換也方便。在保證內(nèi)撐支架剛性的情況下,尼龍支撐塊的厚度H應(yīng)盡量厚,這樣可以確保尼龍不易變形,進(jìn)而確保工裝穩(wěn)定耐用。3組三爪組之間的尼龍內(nèi)撐塊間隔距離S應(yīng)盡量小,即空間允許的情況下,尼龍內(nèi)撐塊的寬度B應(yīng)盡量大,以確保尼龍內(nèi)撐塊與產(chǎn)品內(nèi)孔的貼合度更佳,使內(nèi)撐力均勻分布,即可消除產(chǎn)品自身的微量變形,確保了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

圖4

(3)輔助頂尖的設(shè)計(jì)。如圖5所示,工裝右端的輔助頂尖5的設(shè)計(jì),除應(yīng)考慮刀具及刀架的作用范圍外,還應(yīng)考慮在不移動或不長距離移動尾座的情況下,能輕松將產(chǎn)品安裝或取出。這樣即可確定出輔助頂尖的長度。

圖5

輔助頂尖左端的外錐面與內(nèi)撐支架右端的內(nèi)錐面,使用6°~8°的錐度,內(nèi)外錐面配合,配合長度L與錐面大徑D符合關(guān)系:L/D=1.0~1.5D,以確保其配合穩(wěn)固。輔助頂尖5的軸心應(yīng)在不影響剛度的情況下,加工減重孔作減重處理。

輔助頂尖左端的外錐面與尾端的中心孔之間的同軸度應(yīng)控制在0.02mm范圍內(nèi),該精度的控制直接影響到整個夾具體在設(shè)備上的精度,需要嚴(yán)格控制。

材料選用45鋼,熱處理至40~45HRC。

三爪式內(nèi)撐車削工裝的安裝調(diào)試

三爪式內(nèi)撐車削工裝的安裝調(diào)試至關(guān)重要,需嚴(yán)格按以下步驟進(jìn)行:

(1)按順序并做好標(biāo)示,將專用內(nèi)撐三爪工裝安裝在車床的三爪自定心卡盤上。

(2)三爪自定心卡盤端夾持直徑30mm圓棒,尾端使用三腳卡箍固定,如圖6所示。加工尼龍內(nèi)撐塊上的鋼箍位以及最大外徑,外徑的加工在該步驟還是粗加工,故需留3~5mm的余量,后續(xù)的步驟還要對它進(jìn)行精加工。

圖6

(3)如圖7所示,卸掉直徑30mm圓棒和三腳卡箍,尼龍內(nèi)撐塊尾端套上鋼箍,鋼箍外徑比尼龍內(nèi)孔塊外徑略小1~2mm,這樣車削尼龍時不會干涉。同時使用扭力扳手反撐三爪工裝。這里需要注意的是,轉(zhuǎn)矩設(shè)定20N·m左右,是綜合考慮切削力、產(chǎn)品變形量等因素后得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),后期加工產(chǎn)品時,需使用相同的轉(zhuǎn)矩來裝夾產(chǎn)品,方可保證產(chǎn)品的安裝精度。

圖7

(4)車削加工工裝尾端的錐孔(處于三瓣內(nèi)撐支架上),并與輔助頂尖實(shí)配。

(5)輔助頂尖插入工裝尾端錐孔,車床尾座回轉(zhuǎn)頂尖同時頂上輔助頂尖的中心孔,形成“一夾一頂”的裝夾形式,如圖8所示。

圖8

(6)精車工裝的尼龍內(nèi)撐塊的外圓,外徑應(yīng)略大于產(chǎn)品的實(shí)測內(nèi)孔尺寸,可以略大0.05mm左右,以適應(yīng)筒件的輕微變形,可以讓工裝的尼龍更好地與產(chǎn)品內(nèi)孔表面貼合。

(7)后期若尼龍有輕微變形需調(diào)整的,用上述方法重新修整后即可再次使用。

結(jié)語

三爪式內(nèi)撐車削工裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,內(nèi)撐支架焊接后,其他工序基本可以在車床上安裝調(diào)試完成,制作容易。其中輔助頂尖幾乎可以與其他規(guī)格的產(chǎn)品工裝共用,鋼箍及三腳卡箍可以與相近規(guī)格的工裝共用,故整個工裝制作成本低?,F(xiàn)該工裝已經(jīng)在我司廣泛使用,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。

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