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圆周均布窄槽的线切割夹具

时间:2014-04-13 16:46 来源:未知 作者:Aimuju 阅读:
前言:当加工零件的槽宽≤1mm以下,用普通机械设备是难以加工的,因其切削刀具越小,加工难度越大,甚至无法加工;在这种情况下,须采用特种加工中的电火花线切割加工或其他电加工设备加工,可以解决了窄槽类的零件加工。而圆周均布窄槽在线切割机床上加工,历来视为加工难度较大的工序之一,因而萌发研制辅助夹具的设想,并通过使用效果良好,解决了在线切割机床上加工批量产品的技术难题。

  在不久前,某企业委托我们加工一批圆环产品。在对该零件进行生产加工中,对槽宽只有0.2mm并且圆周均布的窄槽加工,进行了有益的尝试,取得了较好效果。该零件的基本外形尺寸:φ48mm×75mm,材质是45钢(如图1所示)。

  


一、圆环的技术分析

  (1)形位精度要求较高

  (2)φ48的孔相对于端面的垂直度要求为0.02;

  (3)φ16与φ27的两孔要求同轴度为0.025;

  (4)12条槽相对于中心轴的轴线中心度要求0.02。

  (5)定位尺寸要求较高

  在12条槽中六条有圆孔长度为50mm、另六条长度为35mm,一长一短分隔开并对中心圆要求均布,允许槽宽的上偏差为0.02,下偏差为0。

  对于槽口的加工要求是:保证宽度0.2mm的公差、长度为50mm和35mm,表面粗糙度为Ra3.2μm,并要求12条槽对中心圆均布,为保证其精度要求,对这道工序来说,无论是工件的加工,还是找正装夹都有相当大的难度,因此必须进行认真分析,并制定相应加工工艺过程。

  该工件用常规加工工艺是:(1)首先在工件上划六条均布的线,然后用肉眼直视对工件划线进行加工。用肉眼找正划线存在误差,无法保证加工质量,经常产生废品,给企业造成很大的损失。其特点是加工时难以保证尺寸公差和形位公差的一致性,以及装夹位置的准确度,而且加工效率太低,采用此种工艺平均每班一台机床仅能割2-3件。(2)如采用分度头装夹加工,考虑到现用的DK7725e线切割机床工作台X轴和Y轴最大长度只有250mm,因其体积太大难以机床上装夹,同时,整个加工过程中要求操作者技术水平高,细心高度集中,加工环节不得有错漏。对机床的调整,电参数的的选择,切削液用量的选择的应用,且劳动强度大、生产效率提不高。通过分析零件图,及考虑技术要求高,加工批量大,为了与企业保持良好的合作关系,替企业解决困难,我们尝试设计一套高效、简易、实用类似分度头式的夹具,来完成该产品的加工任务。

  二、夹具设计原理

  设计是主要以线切割的基本要求及该零件的尺寸精度要求来考虑:能保证工件的加工要求;能提高劳动生产率;制作简单、维护方便;夹具制作成本较低。

  该套夹具的原理比较简单,它是利用法兰盘同一圆周上六个均分的小盲孔及其立板座在同一直径有一小圆孔中有弹簧,弹簧上拖一个钢球,利用弹簧的弹力(其弹力可根据松紧调节),每旋转法兰盘一次,钢球刚好落在小孔中,实现旋转快速定位,如同分度头一样旋转分度。夹具的立板座与法兰盘紧固联接,保证回转精度。

  三、夹具的结构

  该夹具如图所示:主要由立板座、法兰盘和三爪卡盘等三大部件组成。其特点是能够方便地固定、装卸工件,保证快速定位;可以随意旋转,精确地分度,保证12条线均匀;并且该夹具的大小刚好适合我们DK7725e线切割机床工作台的大小,使用非常方便。


1.卡盘  2.立板座  3.法兰盘  4.钢球  5.弹簧  6.调节螺钉

7. 坚固螺母 8.单向推力球轴承9铜滑套  10.卡盘螺栓

                        图2  装配图

  四、夹具制作及装配

  该夹具主要特点是:利用钢球凸出部分进行定位,来控制法兰盘快速分度定位加工。

  1、主要元件要求

  ①卡盘:采用K1180型三爪自定心卡盘(有正爪和反爪两种),可用于装夹不同圆环或其他轴类的工件。

    ②立板座:采用A3钢材料制造,该件起支承作用,底板和立侧板两件板相互为90°通过焊接连成一体,其底面与另侧面通过铣削、磨削加工完成,垂直度要达到0.015-0.02,表面粗糙度达到Ra1.6m;夹具中心高度90mm有一个φ35的孔,用来固定铜滑套其过盈配合间隙要达到H7/P6,φ35的孔相对于侧板的垂直度要求为0.025, 表面粗糙度达到Ra1.6m,可采用铣削完成(见图2-1所示)

  


图2-2  法兰盘

  ③法兰盘:材料选用45钢,该件的φ55圆与φ30定位心轴一次车削成型,其同轴度误差必须严格控制在0.025mm之内,及控制其圆度误差。法兰盘前端φ55长度3mm的台阶与卡盘配合公差为0.01-0.02mm;后端φ30是滑动部件,须局部加热淬火后回火,表面硬度达到HRC40-45,尺寸达到H7要求,表面粗糙度为Ra1.6m;在法兰盘后端以中心轴为基准,φ47圆周上钻有六个均布R3深1.5的定位孔,并通过螺母与心轴的螺纹相互固定在立板座上,并要求垂直达到0.015(见图2-2所示)。

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