框架類零件在加工過程中極易發生變形,屢次裝夾會發生重復累積定位差錯,然后導致產品尺度超差。針對此問題,經過研制氣動分度盤處理了因屢次裝夾而導致的累積差錯,在產品內框規劃防振工裝能夠減少因為在加工過程中發生的變形和加工振紋,提高了產品的加工精度和出產功率。
某類型產品本體歸于典型的框架類零件,用這個產品作為氣動分度盤在框架類零件加工中的試驗案例。該產品選用的毛坯資料為鋁合金整料,原試制數控加工工藝根據工序會集原則,選用精密三軸加工中心屢次裝夾完結很多的作業內容,加工成本高,零件變形嚴重,尺度精度不易確保,合格率不高。經工藝改善后,選用從頭規劃的氣動分度盤工裝即可完結零件的精加工。
氣動分度盤是運用氣缸將壓縮空氣轉換成動力來鎖緊產品的一種氣動夾具,然后在其根底上加裝防振工裝,削減產品在加工過程中的振蕩,能夠完結一次裝夾,多面加工。
1. 零件的整體分析
零件本體的資料為鎂硅鋁合金,歸于鋁合金的一種,其硬度較小、韌性較好,在加工過程中簡單發生熱變形。如圖1所示,產品是將一整塊鋁原料,經過機械加工成型,且零件型腔內無任何加強筋和支撐,僅靠4根支柱支撐,剛性差,且圓形凸臺上外表平面度要求為0.005mm,內孔公役為0.03mm。
2. 零件加工存在的首要問題
原加工工藝為粗加工→熱處理(高低溫去應力處理)→依次精加工6個面,受鋁合金原資料易變形特性所限,尤其在加工最后面的時候,產品內部沒有支撐,加工質量不穩定,導致零件線性尺度超差。
在加工過程中極易發生變形和振刀的現象,然后影響加工精度,導致幾許公役超差而形成產品不合格。傳統的加工工藝方法為先對毛坯資料進行粗加工,單邊留2mm的精加工余量,然后進行去應力熱處理,最后在三軸立式加工中心上進行精加工,即用虎鉗夾持屢次翻面進行加工。
因為產品內腔沒有任何支撐,在加工的過程中很簡單形成產品變形,致使產品圓形凸臺上外表的平面度公役超差,零件接刀痕較嚴重和尺度超差,對操作人員的裝夾要求很高,每次裝夾必須要操控好夾緊力。加工功率很低,產品加工質量不易確保。
3. 處理方法和途徑
針對產品易變形的特性,按照先粗后精,基準先行的加工原則,先對產品進行粗加工,然后進行去應力熱處理。精加工工序:①加工基準面。②克己氣動分度盤(見圖2)和添加防振工裝進行加工后面的面。③半精加工圓形凸臺上外表留0.3mm的精加工余量。④待所有面加工完今后,用精鏜刀精加工圓形凸臺上外表和內孔的內容,以確保其幾許公役。
1—彈性定位銷釘 2—氣缸 3—工裝固定座 4—產品 5—防振設備
4. 確定數控加工內容
數控加工一般選用工序會集原則,新加工工藝是以原工藝為根底改善而來的,是對原工藝精銑加工工序內容的加工方法和加工次序進行改善,將其確定為數控銑削加工工序。基于此,規劃了該工裝夾具。因為改善后的工藝選用克己工裝加工該框體上的全部型腔、孔,適合放在加工中心設備上加工完結。
5. 氣動分度盤的規劃與制作
為降低出產成本,充分合理運用設備資源,運用克己氣動分度盤,經過氣缸來鎖緊工裝,一次裝夾(經過轉位分度)完結對零件4個面的精加工,然后削減了因人為裝夾不當或許力度操控欠好而形成的零件尺度超差。
工裝規劃要求定位精度和分度盤反轉精度操控在0.02mm以內,結構尺度合理,一起為了防止產品在加工過程中變形和振蕩,還加裝了防振設備。加工與機床無干涉,裝夾方便牢靠,滿意了加工需要。
工裝固定座底面與零件定位面的筆直度操控在0.02mm以內,工裝反轉中心軸與固定座的底面筆直度操控在0.02mm以內。定位銷與活動轉軸的定位孔的合作選用φ8H6/h5(滑合),固定底座反轉中心孔與活動轉軸的合作選用φ63H8/h6(滑合)。
工裝的主體選用模具鋼,定位銷選用優質合金鋼(40Cr)經調質處理具有歸納力學性能。在定位銷上設備一根繃簧,以完結其主動定位的作用。活動轉軸的中心孔和定位孔選用鏜削和鉸削,然后再進行研磨來確保其孔的精度,定位銷釘先用數控車床進行加工,然后選用磨削和調質處理,以確保各定位孔和軸的幾許公役操控在0.02mm。
克己氣動分度盤工裝的組成部分如圖2所示,先加工產品基準面,把產品固定到工裝上,翻開氣缸,用尾座頂住產品右邊的面,加工前后框架面;然后封閉氣缸,用防振設備把已加工面支撐好,防止產品加工時變形和振刀,翻開氣缸,加工上、下兩個框架面;最后再封閉氣缸,取下產品進行丈量,檢測合格后進行下一工步的加工。
6. 氣動分度盤在產品加工中的驗證
工裝規劃是否合格要用科學的檢測方法,經過對工裝用千分表對其筆直度和反轉精度進行檢測,均在0.02mm以內;經過高精度三坐標檢測機對運用工裝加工的首件零件進行檢測,尺度全部合格。經對工裝加工的批量產品進行抽檢,零件變形量在圖樣要求公役范圍內,批產品檢驗合格率達99%以上,證明工藝改善和工裝規劃可行牢靠。
7. 結語
經過對該產品的研究和試制,運用克己的氣動分度盤和防振設備在某類型產品本體加工中的使用,其技能難度得到有效處理,加工質量完全滿意圖樣要求,合格率達到99%以上。一起,其還為公司降低了成本,提高了功率及贏利。實踐證明,在加工中心上加工該產品時選用合理的工裝裝夾方法,能夠避免屢次裝夾過程中對零件形成的變形現象,削減了因屢次重復定位而形成的裝夾差錯,使裝夾操作愈加方便、準確和便捷。