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淺談數(shù)控銑加工的裝夾方式

2010-03-16 01:19:08王青成
裝備制造技術(shù) 2010年11期
關(guān)鍵詞:虎鉗數(shù)控銑壓板

王青成

(中國空空導(dǎo)彈研究院,河南 洛陽 471009)

1 裝夾方式考慮的范圍

數(shù)控機(jī)床加工方案中,首先要考慮裝夾方式的選擇。在確定裝夾方案時(shí),根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn),確定工件的定位裝夾方式,一般考慮以下幾點(diǎn):

(1)夾緊裝置不得影響進(jìn)給,加工部位要敞開。

(2)必須保證最小的夾緊變形,保證零件精度合格。

(3)裝卸方便,輔助時(shí)間盡量短,有條件時(shí),批量較大的零件應(yīng)采用氣動(dòng)、液壓夾具或多工位夾具。

隨著數(shù)控機(jī)床在我國日益廣泛的應(yīng)用,已逐漸代替了傳統(tǒng)的加工和裝夾方式。以往普通機(jī)床通過夾具來保證零件的幾何、形位公差要求;而現(xiàn)在通過數(shù)控機(jī)床的精度,來保證零件圖紙的要求。但現(xiàn)代數(shù)控加工對零件的裝夾方式,提出了新的要求。裝夾方式對加工的效率和加工精度影響很大,選擇合適的裝夾方式,既可以保證加工質(zhì)量穩(wěn)定性,又能提高加工效率,縮短生產(chǎn)周期。本文主要介紹數(shù)控銑加工的裝夾方式。

(4)對小型零件或工序時(shí)間不長的零件,可以考慮在工作臺(tái)上同時(shí)裝夾數(shù)件或數(shù)十個(gè)零件進(jìn)行加工,以提高效率。

(5)夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單,降低夾具制造成本。當(dāng)零件加工批量小時(shí),盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具;當(dāng)零件成批生產(chǎn)時(shí),應(yīng)考慮采用專用夾具,但力求成本能降低。

2 常用的裝夾方式類型

2.1 虎鉗直接夾緊裝夾

圖1 典型的殼體零件

這種裝夾方式是數(shù)控銑加工中最簡單、最方便、最經(jīng)濟(jì)的裝夾方式。為了使定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)重合,加工前一般將軟鉗口粗銑、精銑一刀,以便保證加工過的兩個(gè)鉗口對機(jī)床一個(gè)軸的平行度和對機(jī)床另外兩個(gè)軸的垂直度,定位基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度很高,產(chǎn)生的定位誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于零件本身的要求,這樣不會(huì)因?yàn)榛Q口的問題造成零件的超差。

夾持深度一般分鋁件和鋼件,鋁件一般為1.5~2mm,鋼件一般為2.5~3mm;若夾持深度太大,下道工序飛底時(shí),零件會(huì)發(fā)生變形,保證不了零件的幾何和尺寸精度。若夾持深度太小,本道工序零件加工時(shí),零件會(huì)因?yàn)閵A持力不夠,而在加工過程中零件產(chǎn)生移動(dòng),輕者零件報(bào)廢,重者產(chǎn)生生產(chǎn)安全事故。對于易變形的零件,粗加工時(shí)夾緊力可適當(dāng)大些;精加工前松動(dòng)虎鉗,調(diào)整裝夾力,防止零件變形。這種方法可進(jìn)行零件外型5個(gè)面的加工,對于臥式數(shù)控銑床,有2個(gè)面只能加工外型,不能進(jìn)行鉆、鉸、鏜等加工(典型零件見圖1)。

這種裝夾方式需要的輔助時(shí)間少,裝夾方便,省去工裝夾具的制造成本和制造時(shí)間,在小批量生產(chǎn)和單件試制生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。

2.2 壓板壓緊裝夾

這種裝夾方式是數(shù)控銑加工中最常用的裝夾方式。由于虎鉗直接夾緊產(chǎn)生的夾緊力比較大,產(chǎn)生零件變形,即使通過調(diào)整裝夾力,也無法避免變形問題。所以,通過壓板壓緊裝夾,來避免由于裝夾力造成零件的變形。裝夾零件前先加工出一個(gè)基準(zhǔn)面,然后在基準(zhǔn)面加工出壓板(螺釘孔)的位置和零件定位所需要的定位面或定位孔,如果要加工零件的四周外型,則需要通過倒壓板進(jìn)行夾緊,讓開加工的部位。有時(shí)螺釘孔位置在零件表面上,則需要特殊的墊片,防止將零件表面壓傷或者零件變形。這種裝夾方式在加工壁厚較薄的零件中廣泛應(yīng)用(典型零件見圖2)。

圖2 連接盤

這種裝夾方式的夾具制造成本低,時(shí)間周期短,結(jié)構(gòu)簡單,但這種裝夾方式的裝夾時(shí)間較長,零件加工需要兩次裝夾才能完成,技巧性較高,夾緊力要適當(dāng),防止零件變形。

2.3 工裝裝夾

工裝裝夾法,是一般對于復(fù)雜的零件所使用的裝夾方法。零件的形狀和加工要求,不能用前面兩種方法進(jìn)行裝夾,通過工裝將零件夾緊,這樣裝夾既不影響加工內(nèi)容,又不產(chǎn)生夾緊變形,夾緊力比較大,一次裝夾能夠完成工序內(nèi)容。工裝裝夾法對于不同的零件,其工裝的設(shè)計(jì)也會(huì)有所不同,主要目的要實(shí)現(xiàn)裝夾可靠,操作方便,不產(chǎn)生夾緊變形,從而保證零件的精度要求。有的零件通過工裝一次加工十多件,大大減少加工的換刀時(shí)間和裝夾時(shí)間,提高加工效率。

這種裝夾方式的夾具制造成本較高,工裝時(shí)間周期較長,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,但這種裝夾方式的裝夾時(shí)間短,裝夾可靠方便,適合批量大的零件生產(chǎn)。

2.4 虎鉗和V型塊裝夾

虎鉗和V型塊裝夾,一般用于零件比較小,外型尺寸在15mm以下,由于零件尺寸小,無法利用上述3種方法裝夾,在普通銑床上進(jìn)行多道工序加工,而在數(shù)控機(jī)床上一次裝夾完成零件的全部加工內(nèi)容,然后用鋸片刀將零件切下。零件的原材料形狀一般為圓棒。這樣通過V型塊和虎鉗或壓板將零件夾緊,比較可靠、方便。加工者還可以在一塊鋁塊上銑出多個(gè)V型槽,通過壓板將棒料壓緊在V型槽上,這樣可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾,加工多個(gè)零件,從而節(jié)省換刀次數(shù),節(jié)約加工時(shí)間,提高了加工效率,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度(典型零件見圖3)。

圖3 壓板

上面的典型零件非常小,如果分多道工序在普通機(jī)床上加工時(shí),裝夾定位比較困難,給操作者帶來很大的麻煩,而在數(shù)控機(jī)床上一次加工完成,顯然大大提高了效率。裝夾方法也不同傳統(tǒng)的數(shù)控銑裝夾方法。這種裝夾方法廣泛地用于線夾等小零件的生產(chǎn)中。

3 結(jié)束語

上面介紹了4種常用的裝夾方式。裝夾方式的選擇尤為重要,隨著數(shù)控加工技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)控加工中的裝夾方式越來越重視,其可以大大提高加工效率,提高加工的品質(zhì)和縮短加工周期。

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