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特點,大多數產品的機加工生產任務具有小批量、短周期、高精度的特點。如何保證工件的加工精度,提高加工效率,兼顧產品質量和生產進度的要求,是研究所機加生產的核心任務。同時由于我所零件的結構特點,銑加工工序占有重要的部分,對于零件的生產質量和進度有著極大的影響,因而對銑加工夾具的設計提出了很高的要求。
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成組夾具是指針對一組(或幾組)相似零件的一個(或幾個)工序而設計制造的夾具。成組夾具的應用可以擴大機床的使用范圍,提高生產效率和零件的加工質量,也能夠降低工人的勞動強度,縮短生產準備周期,提高勞動生產率。
針對我所的零件加工特點,有部分的結構零件較為適合應用成組技術設計夾具,現舉幾例。希望通過總結成組夾具的設計經驗,在這方面做出一些探討,與同行們互相切磋、交流。
1. 梁結構零件的工裝設計
某所某小批量產品上有一組兩個梁結構零件(見圖1) ,為連接產品內核及外圍組合的關鍵零件。因涉及安裝對接尺寸,精度要求較高。其外形包括斜角及多處帶角度凸臺(角度一致),以及在此角度方向和兩側方向的螺紋聯接孔,導致銑加工工序繁瑣,而且各工步之間缺乏統一的定位基準,銑加工的勞動強度很大,難度較高。其特點為兩個零件外形成鏡像尺寸對稱,但三處安裝孔孔距尺寸不同,這為成組夾具的應用創造了條件。
圖1 梁結構示意圖
針對梁結構零件結構尺寸特點,設計了一套成組工裝,主要包括以下幾個零件(見圖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,要求各面的垂直度小于0.02 mm, 以保證各面翻轉加工時定位精度不受影響;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,通過基座心軸、定位銷釘和緊固螺釘聯接在底塊上,基座心軸可以實現在底塊上對稱中心的180°旋轉,并通過定位銷釘保證位置精度。通過改變三處安裝孔的孔距位置,分別對應兩種梁結構零件。
梁零件通過三處安裝孔,配制裝夾心軸與基座零件連成一體,螺釘緊固。銑加工時采用虎鉗橫向夾持底塊,銑零件一側外形斜角及安裝臺,鉆
安裝螺孔底孔;隨后松開螺釘及定位銷釘,將基座零件旋轉180°,加工另一側。至于安裝臺端面螺孔,可以在下一工步中,縱向夾持底塊零件,實現定位加工。使用該工裝,將梁零件的銑加工工序簡化到了兩個工步即可完成,實現了兩種零件的互換加工,大大降低了勞動強度,提高生產效率近4倍。而且由于定位方式簡單可靠,精度較高,因此,很好地保證了零件的加工質量,在該產品的生產中起到了關鍵的作用。
2.小塊薄片零件的工裝設計
某產品高頻組合中有幾種尺寸相同的小塊薄片零件,見圖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,同時零件尺寸較小,由于材料加工特點不圖3小塊薄片零件示意圖同,需要通過成組工裝來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,見圖4。
該工裝的原理是通過安裝在滑塊上的可換頂頭夾持一疊薄片零件坯料,可以根據不同材料的加工特點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裝夾,就可以使用立銑刀加工零件兩邊及豁口尺寸,隨后側轉90°,以底座零件側面為基準,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,既可以防止加工時傷及滑塊零件,也為加工豁口尺寸提供了測量基準。
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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.插針零件的工裝設計
插針零件是我所生產某產品的發射及接收天線組合中的關鍵零件之一,結構見圖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。而且該零件的關鍵之處在于0.7mm的窄臺要求與0.7mm的圓臺對稱,其尺寸精度直接關系到電氣參數的好壞。隨著各種天線的不同電器參數的要求,0.7mm的尺寸有一系列的選擇,構成了成組夾具的設計條件。
圖5 插針零件示意圖所設計的工裝,見圖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,根據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圓臺為定位基準,鉆鉸配合孔,保證與外形尺寸對稱,反面鉆沉孔通至孔0.7mm,便于取下零件。上下壓塊均設計與零件寬度尺寸2.1mm相容的凹臺,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。加工完成后,稍松螺釘(不需卸下),下基座在重力作用下松開,即可取出壓塊,卸下零件。
這套銑插針零件工裝的關鍵之處在于設計成組的上下壓塊,以工裝的精度保證零件窄臺對稱度的要求,大大降低了零件加工的難度及勞動強度;上下壓塊設計有與插針零件尺寸一致的窄臺,保證了窄臺加工過程中的穩定性。同時上下基座作為通用基體,可適用于多種小型零件的加工,也體現了相當的經濟性。