数控铣床加工吊耳零件夹具的设计

机械制造与研究 王娜 等 数控铣床加工吊耳零件夹具的设计 数控铣床加工吊耳零件夹具的设计 王娜 金志刚 中山职 业技术学院 机械工程 系 广 东 中山 5 2 8 4 0 4 摘要 在数控加工过程中 对于正反面都要加工倒角的电子称吊耳零件 会遇到找正不便 以 及加工两边倒角会出现一边过切一边切不到的情况 利用设计的夹具加工 能有效地减少工件 的装夹和定位时间 提高加工效率和加工精度 关键词 吊耳零件 数控铣 夹具 中图分类号 T H1 2 T G 6 5 9 文献标 志码 B 文章编号 1 6 7 1 5 2 7 6 2 0 1 0 0 5 0 0 1 9 0 2 De s i g n o f Fi x t ur e a bo u t CNC M i l l i ng M a c h i ne M a c hi n i n g Lug Pa r t WANG Na J I N Z h i g a n g D e p a r t me n t o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g Z h o n g s h a n V o c a t io n a l a n d T e c h n ic a l C o l le g e Z h o n g s h a n 5 2 8 4 0 4 Ch i n a Ab s t r a c t I n t h e N C ma c h i n i n g p r o c e s s t h a t t h e f r o n t a n d b a c k f a c e s o f t h e e le c t r o n ic s c a le l u g p a r t a r e c h a mf e r e d i t is d iff ic u l t t o e n s u r e t h e c l a mpin g a c c ur a c y of t wo s i d e s o f t h e c u t Th e n e w f ix t ur e c an b e us ed t o e ffe c t ive ly r e du c e t h e wor k pie c e c lamp i n g a n d p o s it ion ing t i me a n d i n cr e as e p r o c e s s ing e ffic ien c y a n d ac cu r ac y Ke y wo r ds l u g p aR CNC mi ll in g f ix t u r e 0 前言 随着数控技术的发展 数控加工应用越来越广泛 数控 铣床加工的工件一般都 比较复杂 也经常用 到一些 夹具 这 样既有利于提高加工效率 也利于保证加工精度 某工厂在 实际批量生产加工一种电子秤的零件 时 遇到 了带有曲线对 称零件的正 反面加工倒角的问题 针对这类零件制作了一 套简单夹具 用此夹具装夹工件进行加工时 能有效地减少 工件的装夹和定位时间 提高生产效率和加工精度 在此类 工件大批量生产时 使用此夹具经济价值更加明显 1 问题 的 出现 数控铣床加工 吊耳零件 图 1 时要求倒角 5 m m x 4 5 工件其他工序已经完成 两大面已经加工好 两个孔已 经镗削加工完毕 外圆弧余量 2 3 l T tm 在数控铣床上要 求加工周边圆弧和倒角 圆弧边一次装夹可以加工完成 但 是倒角需要正 反两次装夹才可以完成 在加工时外圆弧 采用直径4 0 m m的铣刀全厚度加工 为了提高效率不分层 具体加工工艺过程 工件找正 加工外圆弧 倒角 翻面装 夹 进行反面倒角 这时关键就在于正反两面要求倒角均 匀一致 在加工过程 中会发生以下几个问题 1 工件在找正时存在不便 从图 1 可以看出这个工 件只能以中心孔来进行定位装夹 而找平两个孔中心连线 是比较费时 费事的 更何况是批量生产 2 就算找正了工件 加工工件中心也会出现问题 外 圆弧还好控制 但是两边的倒角就不好保证了 经常是正 面加工合格 反 面加 工 的时 候 反 面 的圆弧就会 出现 一边 过切 一边切不到的情况 3 此工件基本上每个月都要加工一批 每批在 5 0 1 0 0件不等 这样加工比较费时 效率不高 综上所述 在实际加工过程中有必要设计和制作一个简 单的对此工件的专用夹具 能使工件进行 简便 快速 准确的 定位装夹 以保证加工时的圆弧精度和倒角精度 而且夹具 力求结构简单 制作方便 有一定的通用性 可供长期使用 2 问题分析 图 1 吊耳 零件 对于这种加工要求的工件 首先是如何能准确地进行 定位装夹 找正是关键 工件以两个孔来进行定位装夹 一 般都采用一柱一销的方法 这种方法不缩小定位销的 直径 而采用定位销 销边 的方法 能增大连心线方向的 间隙 这样 在连心线的方向上 仍起到缩小定位销直径 的作用 使中心距误差得到补偿 所以首先采用了图 2所 作者简介 王娜 1 9 7 9 一 女 山西运城人 讲师 硕士研究生 研究方 向为数控加工与模具设计制造 Ma c h in e B u il d in g Au t o m a t i o n Oa 2 0 1 0 3 9 5 1 9 2 0 1 9 机械制造与研究 王娜 等 数控铣床加工吊耳零件夹具的设计 示的夹具进行工件的装夹 加工 垫板 2支撑工件 为加 工外圆弧给刀具留出走刀空间 两个孔由数控铣床加工 保证孔距为工件标准孔距 圆柱定位销 3 削边定位销 6 用来定位工件 开口压板4可以快速装卸工件提高效率 T 形块 1 将夹具固定在工作台上 图 2 夹具 a 方法步骤 1 先将削边定位销紧固在工作台上 2 再将垫板 2 圆柱定位销 3装上 但是圆柱定位销 不可紧固死 而是稍微给一定的预紧力即可 3 利用百分表找正两个销的中心轴线 使其水平 录 人数控铣床 4 装上工件 压紧压板4 5 数控机床执行已经编制好的数控程序 首先加工 外 圆弧 然后倒 角 6 卸下工件 翻转过来再次装夹 加工反面倒角 b 存在问题 图 3 是工件装夹效果 图 经过几批零 件生产实践后 发现其中还是存在不少问题 图3 工件装夹效果 1 工件找正 刀具对刀还是比较麻烦 例如 工件的 找正 只能用百分表测量两个圆柱的外 圆 而且由于采用的 削边定位销 找正就更为不便 误差有时比较大 2 由于整个工件在加工过程中是靠两个 T形块 螺 栓 螺母 压板进行压紧定位 紧固程度显得有些不够 加 工过程中在切削力的作用下会发生微小位移 致使加工反 面轮廓倒角经常出现一边有 一边无的情况 3 一旦 出现夹具松动 又要 进行重 新找 正 对 于这 类问题 关键在于夹具上 夹具不解决 效率 精度都将无 从谈起 所以对这个夹具做了进一步的改进 3 问题处理 如何解决此类问题 以便在加工过程中能够尽可能地 提高效率 增大夹具刚性 a 夹具一般是由定位元件 夹紧装置 夹具体及其他 装置或元件组成 这样修改设计了一种夹具 能实现以下 功能 1 夹具在机床上找正 通过圆弧简化为利用百分表 找直线 2 将几个夹具零件合为一个 减少了定位误差 也增加了刚性 3 改变了夹持力的受力点 提高了加工过 程中的稳定性 2 0 夹具的整体结构如图4所示 垫板 图4 夹具的整体结构 b 经过改进 在原来的夹具下面加了一块大的垫板 并将这块大的垫板与原来夹具中的垫板 圆柱定位销和削 边定位销4个部分合成一体 就组成了夹具体 而定位元 件是采用一圆柱销和一削边销及平面支承定位 为了保 证精度 利用加工中心进行仔细加工 关键保证两点 1 大的垫板上边与两圆柱中心线要平行 平行度误 差不大于0 0 1 5 mm 这样夹具找正的时候只需要用百分 表找正直边就可以了 而且方便易行 2 两圆柱与大垫 板底面 的垂直度误差不大于 0 0 1 5 m m 在实际加工 中效 果 图如 图 5所示 图 5 效 果图 c 改进后方法步骤如下 1 找正夹具直边 2 数控机床执行已经编制好的数控程序 首先加工 外圆弧 然后倒角 3 卸下工件 翻转过来再次装夹 加工反面倒角 经过几批零件的加工实践 效果很好 对刀找正非常 方便 夹具整体刚性好 正反倒角对称均匀 零件外观品 质得到了客户的好评 4 总结 此夹具在实际生产应用中 极大地提高了装夹速度 提高了生产效率 同时加工精度也有了保证 现将改进前 与改进后的夹具做一个对比 一批零件5 O 个 a 使用改进前的夹具 1 一批零件加工过程中至少要 重新找正3 4 次 2 由于夹具刚性不好 切削力不能过大 所以有时候不得不分层加工 3 经常出现倒角不均匀的现 象 直接影响 t 4 b 观 4 加工 批零件5 0个要3天左右 b 使用改进后的夹具 1 一批零件加工过程中不用 重新找正 2 刚性提高不用分层加工 3 倒角均匀 外观 漂亮 4 一批零件 5 0个一天半左右 效率提高一倍 此夹具还