铝板零件加工中的夹具设计

铝板零件加工中的夹具设计

在学校的合作中，学校继承了图1（玻璃上板）中的零件加工。此零件在外边的正反平面处,需倒角1mm×45°,工件材料为铝型板材,半个月产量为500件。按常规,加工此类零件要多次装夹,时间上肯定不可能按时完成此订单任务。我们采用了另外的方案。1.加工工艺对抗压强度的影响从图中可以看出,工件表面质量要求较高外,其外形尺寸要求较严。工件的厚度只有6mm,还是比较软的铝件,装夹的时候很容易发生变形。零件厚度的两个面已经加工完成,零件的常规加工工艺过程是:工件找正→加工外形→钻削4个φ6.5mm的通孔→钻削4个φ12mm×45°的盲孔→钻削M5的螺纹孔,攻M5的螺纹→倒角→翻面装夹→加工外形→挖槽→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,在加工过程中会存在以下几个问题:(1)工件校正时存在不方便。工件每加工一个面都要校正一次,加工一个工件要校正两次,这样做比较费时,更何况是批量生产。(2)就算找正了工件,加工中也会出现问题,外形还好控制,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,反面的外形倒角就会出现一边过切一边切不到的情况。(3)工件要经过多次装夹才可以加工完成,多次装夹会造成工件的表面容易划花,发生变形,难保证工件的对称度、表面粗糙度值和尺寸达到图样要求。(4)此工件基本上每个月都要加工一批,每批500件。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,以保证加工时的外形位置精度和倒角精度;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.夹具的工作原理及设计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。以便在加工过程中能够尽可能地提高效率、增大夹具刚性,设计的夹具能实现以下功能:夹具可以快速定位装夹工件,大大减小装夹校正的时间。夹具在机床的机用平口钳上用百分表校正夹具的直线,只要校正一次,不需要重复校正。夹具是整体式的,这样子可以减小定位误差,也增加了刚性。同时,大大改善了工件夹持力的受力点,提高了加工过程中的稳定性。夹具是利用两个定位削的圆柱定位,内六角头螺栓加上垫圈拧紧固定,确保了工件的表面不因为装夹而有所划花。(1)夹具的工作原理。图2为夹具的主体,图中两根圆柱定位销倒了R2mm的圆角。通过这两根圆柱定位削与工件中间2个φ6.5mm的孔进行快速定位装夹,间隙配合,夹具2个M6的螺纹孔与工件外边两个孔同心,最后使用M6内六角头螺栓和垫圈穿过工件外边2个φ6.5mm的孔和夹具2个M6的螺纹孔拧紧工件。(2)夹具的主体设计。根据零件图样的要求,其中间的两个孔的尺寸为φ6.5mm,所以两根圆柱定位销的直径比零件中的φ6.5mm要小,取φ6.5-0-0.02mm(较精密的间隙配合)。零件外边的两个孔的尺寸也是φ6.5mm,因为要通过这两个孔才可以拧紧固定工件,所以选择的螺栓要比它的孔小,按就近的原理选择M6的内六角头螺栓,所以夹具外边的孔就要加工成M6的螺纹孔。零件的外形有直线、圆弧,而且还要倒角,所以设计夹具的时候根据这一方面的考虑就把夹具最上面的一层台阶设计成跟工件的外形形状相同;而且为了提高生产效率,零件的外形要进行不分层的铣削,台阶的整体尺寸要比工件的外形尺寸小4~5mm。为了不妨碍进行不分层铣削加工,把台阶的高度设计为3mm,方便铣刀铣削。(3)夹具在数控铣床上的安装。此夹具可直接用机用平口钳装夹夹具主体的160mm×50mm×9mm的阶台底座(见图3)。先用百分表校正夹具的平面度,平面度在0.02~0.03mm之内再进行夹紧。(4)毛坯在夹具上的安装。因为工件的两个平面厂方已经加工好,不需要我们加工,所以就先在毛坯上按图样要求钻削出4个φ6.5mm的通孔、钻削出4个φ12mm×45°的盲孔和加工M5的螺纹孔,然后把工件装夹在夹具的主体上用圆柱定位销定位,再用内六角头螺栓和垫圈拧紧。如图4所示。3.铣削工件的校正(1)首先把夹具装夹在机用平口钳上,用百分表校正夹具的直线度及平面度,夹紧。(2)在夹具上装夹工件,利用夹具中间两根圆柱定位销把零件产品定位,再用M6的内六角头螺栓及垫圈拧紧工件固定在夹具上。第一次在夹具上装夹工件要用百分表校正一下工件的直线度和平面度,如果没有误差,做第二个工件就不需要再重新校正了。(3)加工零件产品外形形状,用φ10mm的铣刀铣削工件外形至合格尺寸。(4)挖槽,用φ10mm的铣刀挖长28mm、宽16mm、深2mm的半圆键槽至合格尺寸。(5)倒角,用φ10mm的倒角器倒1mm×45°的角至合格尺寸。(6)检查工件各部分尺寸,合格后卸下零件。(7)翻面在夹具上装夹工件,用M6的内六角螺栓及垫圈拧紧固定工件,因为工件在第一次加工时没有误差,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)检查工件各部分尺寸,合格后卸下零件。(10)