鋁板零件加工中的夾具設計

鋁板零件加工中的夾具設計

在學校的合作中，學校繼承了圖1（玻璃上板）中的零件加工。此零件在外邊的正反平面處,需倒角1mm×45°,工件材料為鋁型板材,半個月產(chǎn)量為500件。按常規(guī),加工此類零件要多次裝夾,時間上肯定不可能按時完成此訂單任務。我們采用了另外的方案。1.加工工藝對抗壓強度的影響從圖中可以看出,工件表面質量要求較高外,其外形尺寸要求較嚴。工件的厚度只有6mm,還是比較軟的鋁件,裝夾的時候很容易發(fā)生變形。零件厚度的兩個面已經(jīng)加工完成,零件的常規(guī)加工工藝過程是:工件找正→加工外形→鉆削4個φ6.5mm的通孔→鉆削4個φ12mm×45°的盲孔→鉆削M5的螺紋孔,攻M5的螺紋→倒角→翻面裝夾→加工外形→挖槽→進行反面倒角。這時關鍵就在于正、反兩面要求倒角均勻一致,在加工過程中會存在以下幾個問題:(1)工件校正時存在不方便。工件每加工一個面都要校正一次,加工一個工件要校正兩次,這樣做比較費時,更何況是批量生產(chǎn)。(2)就算找正了工件,加工中也會出現(xiàn)問題,外形還好控制,但是兩邊的倒角就不好保證了。經(jīng)常是正面加工合格,反面加工的時候,反面的外形倒角就會出現(xiàn)一邊過切一邊切不到的情況。(3)工件要經(jīng)過多次裝夾才可以加工完成,多次裝夾會造成工件的表面容易劃花,發(fā)生變形,難保證工件的對稱度、表面粗糙度值和尺寸達到圖樣要求。(4)此工件基本上每個月都要加工一批,每批500件。綜上所述,在實際加工過程中有必要設計和制作一個簡單的夾具,能使工件進行簡便、快速、準確的定位裝夾,以保證加工時的外形位置精度和倒角精度;而且夾具力求結構簡單,制作方便,有一定的通用性,可供長期使用。2.夾具的工作原理及設計對于這種加工要求的工件,首先是如何能準確地進行定位裝夾,找正是關鍵。以便在加工過程中能夠盡可能地提高效率、增大夾具剛性,設計的夾具能實現(xiàn)以下功能:夾具可以快速定位裝夾工件,大大減小裝夾校正的時間。夾具在機床的機用平口鉗上用百分表校正夾具的直線,只要校正一次,不需要重復校正。夾具是整體式的,這樣子可以減小定位誤差,也增加了剛性。同時,大大改善了工件夾持力的受力點,提高了加工過程中的穩(wěn)定性。夾具是利用兩個定位削的圓柱定位,內(nèi)六角頭螺栓加上墊圈擰緊固定,確保了工件的表面不因為裝夾而有所劃花。(1)夾具的工作原理。圖2為夾具的主體,圖中兩根圓柱定位銷倒了R2mm的圓角。通過這兩根圓柱定位削與工件中間2個φ6.5mm的孔進行快速定位裝夾,間隙配合,夾具2個M6的螺紋孔與工件外邊兩個孔同心,最后使用M6內(nèi)六角頭螺栓和墊圈穿過工件外邊2個φ6.5mm的孔和夾具2個M6的螺紋孔擰緊工件。(2)夾具的主體設計。根據(jù)零件圖樣的要求,其中間的兩個孔的尺寸為φ6.5mm,所以兩根圓柱定位銷的直徑比零件中的φ6.5mm要小,取φ6.5-0-0.02mm(較精密的間隙配合)。零件外邊的兩個孔的尺寸也是φ6.5mm,因為要通過這兩個孔才可以擰緊固定工件,所以選擇的螺栓要比它的孔小,按就近的原理選擇M6的內(nèi)六角頭螺栓,所以夾具外邊的孔就要加工成M6的螺紋孔。零件的外形有直線、圓弧,而且還要倒角,所以設計夾具的時候根據(jù)這一方面的考慮就把夾具最上面的一層臺階設計成跟工件的外形形狀相同;而且為了提高生產(chǎn)效率,零件的外形要進行不分層的銑削,臺階的整體尺寸要比工件的外形尺寸小4~5mm。為了不妨礙進行不分層銑削加工,把臺階的高度設計為3mm,方便銑刀銑削。(3)夾具在數(shù)控銑床上的安裝。此夾具可直接用機用平口鉗裝夾夾具主體的160mm×50mm×9mm的階臺底座(見圖3)。先用百分表校正夾具的平面度,平面度在0.02~0.03mm之內(nèi)再進行夾緊。(4)毛坯在夾具上的安裝。因為工件的兩個平面廠方已經(jīng)加工好,不需要我們加工,所以就先在毛坯上按圖樣要求鉆削出4個φ6.5mm的通孔、鉆削出4個φ12mm×45°的盲孔和加工M5的螺紋孔,然后把工件裝夾在夾具的主體上用圓柱定位銷定位,再用內(nèi)六角頭螺栓和墊圈擰緊。如圖4所示。3.銑削工件的校正(1)首先把夾具裝夾在機用平口鉗上,用百分表校正夾具的直線度及平面度,夾緊。(2)在夾具上裝夾工件,利用夾具中間兩根圓柱定位銷把零件產(chǎn)品定位,再用M6的內(nèi)六角頭螺栓及墊圈擰緊工件固定在夾具上。第一次在夾具上裝夾工件要用百分表校正一下工件的直線度和平面度,如果沒有誤差,做第二個工件就不需要再重新校正了。(3)加工零件產(chǎn)品外形形狀,用φ10mm的銑刀銑削工件外形至合格尺寸。(4)挖槽,用φ10mm的銑刀挖長28mm、寬16mm、深2mm的半圓鍵槽至合格尺寸。(5)倒角,用φ10mm的倒角器倒1mm×45°的角至合格尺寸。(6)檢查工件各部分尺寸,合格后卸下零件。(7)翻面在夾具上裝夾工件,用M6的內(nèi)六角螺栓及墊圈擰緊固定工件,因為工件在第一次加工時沒有誤差,所以不需要再校正。(8)倒角,用φ10mm的倒角器倒加工反面1mm×45°倒角至合格尺寸。(9)檢查工件各部分尺寸,合格后卸下零件。(10)