随着社会经济的发展对制造业的要求不断提高, 以及科学技术, 特别是计算机技术的高速发展, 传统的制造业已发生了根本性的变革, 以数控技术为主要特征的现代制造技术占据了重要地位, 数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体, 是制造业实现柔性化、自动化、集成化、智能化的重要基础。机械加工工艺是实现产品设计, 保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段, 是企业进行生产准备, 计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据, 也是企业上品种、上质量、上水平, 加速产品更新, 提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分, 不论是传统制造, 还是现代制造系统, 夹具都是十分重要的。因此, 好的夹具设计可以提高产品劳动生产率, 保证和提高加工精度, 降低生产成本等, 还可以扩大机床的使用范围, 从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。在这次下企业锻练实习中, 我参与了弹簧夹具的制作, 在整个制作过程中, 我掌握了加工中夹具的合理选用, 了解了刀具的材料、特点以及如何选用刀具等一系列问题, 这次企业锻练实习有利于巩固我们所学的专业知识, 还能提高我们各个方面的能力。
1 夹具的基本概念
1.1 什么是夹具
夹具是加工时用来迅速紧固工件, 使机床、刀具、工件保持正确相对位置的工艺装置。也就是说工装夹具是机械加工不可缺少的部件, 在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下, 夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
夹具又称卡具。从广义上说, 在工艺过程中的任何工序, 用来迅速、方便、安全地安装工件的装置, 都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见, 常简称为夹具。
1.2 夹具的运用及优点
在机床上加工工件时, 为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求, 加工前必须将工件装好 (定位) 、夹牢 (夹紧) 。应用机床夹具, 有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量;有利于提高劳动生产率和降低成本;有利于改善工人劳动条件, 保证安全生产;有利于扩大机床工艺范围, 实现“一机多用”。
夹具通常由定位元件 (确定工件在夹具中的正确位置) 、夹紧装置、对刀引导元件 (确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向) 、分度装置 (使工件在一次安装中能完成数个工位的加工, 有回转分度装置和直线移动分度装置两类) 、连接元件以及夹具体 (夹具底座) 等组成。
夹具在电子厂商使用也是非常高的, 在生产中为了提高生产效率和产品质量, 在生产的中段和后段就常用工装夹具来进行功能测试或者辅助装配 (能装配出固定的外形及高度等) 。
1.3 弹簧夹具的特点
弹簧夹具有很多的特点, 但是在不同的行业中也并非包含这样的特点, 但是在我们实习的公司中这样的夹就能体现出这样的特点, 比如说弹簧夹具具有很好的松紧的特性, 再比如说这样的夹具具有专一性, 只针对一种零件使用, 具有很高的精密性。因为我们的加工零件比较的特殊, 所以我们利用弹簧夹具来有效的克服了零件脱落的情况, 同时我们还大大的提高了零件的精密度, 比一般普通的夹具要紧密使用的多。
2 弹簧夹具的加工工艺分析
2.1 弹簧夹具的零件图
2.2 下料
因为没有直径为φ274的材料, 所以我们就只能用聚甲醛的板材去下料, 首先将板材下成一块四边形, 但因为要将四边形车成圆形就会很费时间, 所以要将这块板材继续进行切割, 最后成多边形, 这样就大大节约了粗加工的时间, 我们将这块料切割到内切圆直径为φ300。
2.3 选择夹具
我们在下好材料之后, 要选择一个适合于工件装夹方法的夹具, 因为零件的形状比较特殊, 所以不能选择用三自定心卡盘去直接装夹, 因此我们只能选择用顶针去装夹工件, 将三爪卡盘收到合适位置将顶针装于尾座, 之后尽量将材料放于中心用顶针固定。
2.4 找正
工件装夹完毕后, 我们要进行找正, 因为工件为多边形, 所以我认为可以利用刀具的刀尖部位当做一个参照点, 来对我们的工件进行找正, 首先将刀用中拖板摇到靠近工件的一个棱角, 之后用手转动主轴, 观察刀尖是否切到每一个棱角的尺寸相同, 如果发现刀尖与工件位置切削深度跳动较大, 那么这时我们应该用橡皮小饼轻轻敲打工件, 使之被切削深度相对均匀, 大概在2~3mm左右为合适。
3 弹簧夹具的加工工艺过程
3.1 外圆粗车加工
找正的工作完毕之后, 我们要开始进行工件外圆的粗加工, 首行我们应该选择好刀具, 为普通的粗车刀, 调好刀具位置中心之后锁紧刀具, 之后进行粗车、粗车时先要对刀, 将刀具摇到2件外轮廓也就是X轴, 因为材料内切圆为φ300, 而我们的零件要求尺寸为φ274, 所以我们还有26mm的余量, 将刀直接打进, 再接下来第二次进刀, 因为去除了棱角, 所以这次可以进得多一些, 进到10mm, 最后一次进刀要留5mm的余量, 将工件加工到φ279。在加工的过程中应注意, 因为工件是预持的方法, 所以尾座会比较靠前, 会挡住溜板箱运动, 我们只能移动小拖板去加工未加工到的外圆。加工完外圆之后, 因为要保正工件的平行度, 所以要在工件的端面切削2~3mm深度。
3.2 内孔加工
在我们加工工件的内孔之前, 我们应该先选好对应的内孔刀具, 将刀具装夹好, 接下来换反爪来直接夹持工件, 加工孔之前我们要钻孔, 换上一把φ40的钻花, 打进工件深度为38mm, 也就是钻花碰到工件表面进7圈多3mm, 之后在换内孔刀来加工, 首先要对刀, 先对Z轴, 使刀碰到工件端面时摇动小拖板, 让大拖板的读数为一个整数, 以便计算。再一次对刀, 对X轴, 用内孔刀碰到φ40的内孔壁, 记下中拖板数据, 之后因为钻花头部尖成锥形, 所以孔也为锥形的, 所以沿着对好的X轴慢慢移动, Z轴进刀到39.5mm深的地方, 摇动中拖板直接加工到φ44的地方, 进给为4mm, 深度直接到44mm深, 摇动中拖板对孔底进行修平, 第一个孔加工完毕。接下来加工第二个台阶, 尺寸为φ200, 减去第一个孔的直径φ44, 我们要切削的量为156mm, 我们再一次去对刀, 将刀摇到φ44孔的内壁去碰, 然后记下中拖板的数据, 每次进刀量为15mm, 切10刀, 深度为22, 因为Z轴的坐标改变了, 所以我们要重新进行对刀, 记下大拖板的数据。每次进刀深度为21.5mm, 最后一刀进刀量为6mm, 深度到22mm处摇动中拖板将面修平, 第二个台阶加完毕之后要连继加工两个台阶, 而且一个过渡的台阶, 还要一定的角度, 所以选择将刀座变换一个角度, 将刀座螺母拧开, 顺时针板动刀座至80度, 之后将刀板用来进行台阶φ231的车削, 首先对刀, X轴用刀去碰φ200孔的内壁, 记下中拖板的数据, 再对Z轴, 记下中拖板的数据, 每刀进给量为10mm, 切3次深度为7.4mm。之后移动中拖板至φ220处, 再摇动小拖板对斜面进行加工, 加工完毕后, 最后对13度的斜面进行加工, 将刀架的螺母拧开, 顺时针将刀架扳到77度的地方, 固定好刀架, 将刀移到靠近φ44孔约10mm的地方, 摇动小拖板, 对角度为13度的斜面进行加工。直到快接近孔φ200深度的约2mm的地方, 反向退刀加工斜面至孔φ200处斜面加工完毕, 最后为保证平行度, 在端处刀削约20丝, 然后进行倒角, 最后加工外圆至φ65处, 因为毛丕为φ80厚, 所以可夹持。
3.3 打孔攻丝
按照图纸要求, 需要在φ100外打孔, 在中心打一个小径为φ8的通孔, 大径为φ20的沉头孔, 第一个方法可以用再划线规画之后用台钻打孔, 第二个方法可以用尾座上已有的孔来描点, 进行打孔, 打完孔之后用丝攻进行攻丝。
3.4 锯槽
按图纸要求我们现在开始锯槽, 我们的工件有大的还有小的, 我们要经过计算, 来确定我们的槽到底要开几条, 我们先用孔的直径去乘3.14算出圆的周长, 再用算出来的周长去除槽的条数, 大概数值长度在18到19之间。大概的值求出来之后再用360°去除槽的条数, 算出每一半槽的角度平均分配。之后我们将零件夹在分度头上面, 选好2mm宽的卧铣刀片后, 启动铣床开始加工夹具。
通过夹具的制作与使用, 经过我们的观察, 这样的夹具在使用的过程中, 因为材料使用的不同, 会导致各种的变化。我们使用聚甲醛为工件材料, 因此在做夹具的时候, 应该将夹具的尺寸放大一些, 因为这样的材料会有一定的变形, 在加工过程中温度较高, 加工完毕后就会产生变形。如果我们用铝来作为夹具的材料, 那么就一定要按照尺寸要求来做, 因为铝的形变量会小一些。铝是用来做这样的弹簧夹具相对较好的材料。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求, 企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。
摘要：夹具在我们加工的过程中是非常重要的一个辅助用具, 夹具的类型品种有很多很多, 虽说是用来辅助加工的, 但是缺少了这个用具却会影响我们的加工, 甚至于无法完成加工。好的夹具设计可以提高产品劳动生产率, 保证和提高加工精度, 降低生产成本等, 还可以扩大机床的使用范围, 从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。本文主要阐述了弹簧夹具的加工工艺过程。
关键词：辅助,夹具,加工工艺
参考文献
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