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控制環(huán)小耳朵工裝設(shè)計(jì)及加工
摘要：利用數(shù)控銑床XK718對(duì)不規(guī)則形狀工件進(jìn)行臺(tái)階孔、凹槽的精加工，通過(guò)采用有效可行的工藝方法與措施，保證尺寸精度及表面粗糙度的要求，達(dá)到了良好的效果。
關(guān)鍵詞：臺(tái)階孔 凹槽 數(shù)控加工
引言
隨著科學(xué)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)、形狀和材料的不斷改進(jìn)、精密不斷提高，生產(chǎn)類(lèi)型由大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對(duì)零件加工質(zhì)量和精度的要求越來(lái)越高。由于產(chǎn)品變化頻繁，目前在一般機(jī)械加工中，單件、小批量的產(chǎn)品約占七成以上。為有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本，對(duì)機(jī)床提出了高精度，具有較好的通用性和較大的靈活性，以適應(yīng)生產(chǎn)對(duì)象頻繁變化的需要與高自動(dòng)化的要求。數(shù)控銑床是銑削加工功能較全的數(shù)控機(jī)床。它可以把銑削、螺紋加工、鉆削等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。采用數(shù)控銑床進(jìn)行加工可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證加工零件的精度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的時(shí)間和費(fèi)用，提高企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力�，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)以及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是完全新型的自動(dòng)化機(jī)床。
1 工裝設(shè)計(jì)及分析
小耳朵加工面與底平面成60°，銷(xiāo)孔中心尺寸與Φ90孔中心尺寸為110.92mm、173.75mm、167.21
mm，XK718數(shù)控銑床無(wú)萬(wàn)向銑頭，加工時(shí)要把加工面放平。工裝設(shè)計(jì)如圖所視：
工裝設(shè)計(jì)遵循以下基本原則：滿足使用過(guò)程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性。有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進(jìn)行的加工過(guò)程。滿足裝夾過(guò)程中的簡(jiǎn)單與快速操作。易損零件必須是可以快速更換的結(jié)構(gòu)，條件充分時(shí)最好不需要使用其它工具進(jìn)行。⑤滿足夾具在調(diào)整或更換過(guò)程中重復(fù)定位的可靠性。盡可能地避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴。形成公司內(nèi)部產(chǎn)品地系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。
工裝以銷(xiāo)孔為定位基準(zhǔn)控制小耳朵X、Y方向的自由度，工裝、工裝60°斜度由線切割割出，外形由普通龍門(mén)銑床X2012/D加工，工裝上下平面、兩側(cè)邊光出，加工時(shí)需保證面與面間的垂直度、平行度。工裝上兩定位銷(xiāo)孔及4只通孔由數(shù)控機(jī)床加工，嚴(yán)格控制銷(xiāo)孔尺寸、公差及孔間距。支撐、支撐起固定和支撐作用，防止工件加工中震動(dòng)影響加工質(zhì)量。工裝上的四只通孔穿進(jìn)螺桿把緊使工件與6°斜面完全貼平，Φ30銷(xiāo)子和M24螺栓很好的固定了工裝、，在起吊和加工起到很好的固定作用。其它螺栓、螺母、工裝沉孔要求不高由相應(yīng)的鉆床或車(chē)床加工即可。
2 工裝校正及對(duì)刀
由于工裝零件尺寸在加工中存在誤差，組裝好后無(wú)法完全與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求吻合，工件加工前需要對(duì)工裝進(jìn)一步地校對(duì)和更正，百分表吸在機(jī)床主軸上對(duì)工裝60°斜面和直線部校正，工裝校正無(wú)誤后進(jìn)行工件零點(diǎn)的設(shè)置。由110.92mm、173.75mm兩個(gè)尺寸決定工裝零點(diǎn)設(shè)置在第一個(gè)銷(xiāo)孔下表面的中心。兩個(gè)定位銷(xiāo)安裝好后先用百分表拉一下直線度，確定兩銷(xiāo)孔在同一直線后，用對(duì)刀儀探測(cè)第一個(gè)定位銷(xiāo)Y向坐標(biāo)，根據(jù)定位銷(xiāo)實(shí)際尺寸確定工裝的Y值零點(diǎn)。然后用對(duì)刀儀碰一下工裝上的對(duì)刀點(diǎn)，記錄機(jī)床坐標(biāo)值，游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確量出第一個(gè)銷(xiāo)孔與工裝上對(duì)刀點(diǎn)尺寸，根據(jù)60°斜度CAD畫(huà)圖利用三角函數(shù)計(jì)算出工件Φ90孔X、Y零點(diǎn)。Z值零點(diǎn)用高度尺依據(jù)工裝內(nèi)表面長(zhǎng)度及60°斜度，用電腦畫(huà)圖計(jì)算Φ90孔上平面的Z值高度。誤差不得大于0.1mm。
3 加工方案及其分析
工件的粗加工由上道工序以加工到位，這里不做過(guò)多的敘述。平面的加工一般根據(jù)機(jī)床主軸或工件材料來(lái)選擇合適的刀具及銑削參數(shù)。加工有臺(tái)階面的工件時(shí)，應(yīng)選擇合理的走刀路徑，否責(zé)鐵屑無(wú)法正常排出，出現(xiàn)擠壓現(xiàn)象將直接影響工件表面粗糙度�？椎募庸ねǔ？梢圆捎勉@、擴(kuò)、鉸，或鉆、鏜。此臺(tái)階孔直徑大若采用鉆、擴(kuò)、鉸，機(jī)用鉸刀屬于固定尺寸刀具，生產(chǎn)效率低，而且加工尺寸不易掌握和控制。因此，采用鉆、鏜的方法。
4 鉆頭幾何角度的選擇
麻花鉆的幾何角度主要有頂角、螺旋角、前角、后角和橫刃斜角。麻花鉆有了頂角，鉆頭才容易鉆入工件，頂角大，鉆尖強(qiáng)度好，但鉆削時(shí)軸向阻力大;反之，則軸向阻力小;前角與螺旋角有很大關(guān)系，前角愈大，切削愈容易進(jìn)行。主刀刃上每一點(diǎn)的前角數(shù)值都不相同。鉆頭外徑邊緣處的前角為最大，自外緣至中心逐漸減小，最后約為-30°～60°;鉆頭的后角愈小，鉆削阻力就愈大;橫刃在鉆削中不是用于切削，而是用于刮削和擠壓，橫刃太長(zhǎng)，定心作用較差。因此，在刃磨時(shí)應(yīng)多注意選擇。
5 孔的粗鉆
孔的粗鉆主要是將孔多余的材料除去，保留適當(dāng)?shù)木庸び嗔�，選擇鉆頭時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)床主軸承載能力進(jìn)行選擇，主軸應(yīng)盡量靠近工件，以便提高機(jī)床的剛度。鉆孔的效率比鏜孔效率高，盡量用鉆頭將孔擴(kuò)到最大。首件鉆孔加工時(shí)，先用中心鉆根據(jù)以設(shè)置好的工件零點(diǎn)進(jìn)行對(duì)中定位，然后鉆出一個(gè)小的預(yù)孔，檢驗(yàn)孔的中心位置尺寸，合格后，換用粗鉆鉆頭進(jìn)行鉆削。主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量由鉆頭大小進(jìn)行適當(dāng)設(shè)置。鉆削時(shí)應(yīng)充分加入切削液并及時(shí)排削。
6 孔的精加工
選擇鏜刀進(jìn)行孔的精加工，精加工的主要目的是控制孔的尺寸精度和表面粗糙度。因此必須嚴(yán)格控制鏜刀的直徑在孔的公差范圍內(nèi)，鏜削過(guò)程中采用數(shù)控自動(dòng)進(jìn)刀，使進(jìn)給平穩(wěn)。Φ90孔無(wú)公差要求按自由公差進(jìn)行鏜削，Φ105孔為臺(tái)階孔加工中注意尺寸公差、臺(tái)階面的光潔度及深度。Φ109凹槽表面光潔度要求較高，而且不易測(cè)量。加工時(shí)應(yīng)選擇最合理的鋸片刀盤(pán)、進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速，為后面的批量生產(chǎn)做準(zhǔn)備。磨兩個(gè)圓形測(cè)量塊，厚度分別為凹槽寬度的上偏差尺寸和下偏差尺寸，便于測(cè)量，降低加工中的測(cè)量誤差和難度。
7 結(jié)束語(yǔ)
該零件首件加工好后經(jīng)質(zhì)檢部門(mén)檢查，加工尺寸完全符合圖紙尺寸。采用這種加工方法，既縮短了加工周期，又很好地保證了尺寸精度，對(duì)批量生產(chǎn)最為適合。
參考文獻(xiàn)：
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