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    機(jī)床自動(dòng)線檢驗(yàn)工裝測(cè)距板的設(shè)計(jì)改進(jìn)

    2014-04-28 03:09:12羅秀珍付承云
    制造技術(shù)與機(jī)床 2014年7期
    關(guān)鍵詞:測(cè)距工裝夾具

    羅秀珍 付承云

    (大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司,遼寧 大連116620)

    組合機(jī)床自動(dòng)線是由多單臺(tái)組合機(jī)床及輔助裝置連接而成的,一般為直線排列,個(gè)別自動(dòng)線雖有曲線部分,其主、輔機(jī)也都排列在直線部分上。被加工件或隨行夾具在其上以步進(jìn)式輸送、自動(dòng)裝夾、定位及加工或松開。它的組成必須保證各主、輔機(jī)之間有準(zhǔn)確的相對(duì)位置。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 3048—2008《組合機(jī)床自動(dòng)線 精度檢驗(yàn)》幾何精度檢驗(yàn)項(xiàng)目G1(相鄰?qiáng)A具定位基面的等高度)、G2(相鄰機(jī)床的中心距)、G3(相鄰?qiáng)A具定位銷的共面度)三項(xiàng)精度的檢驗(yàn)規(guī)定,檢驗(yàn)時(shí)需要配備相應(yīng)檢驗(yàn)工裝,這個(gè)工裝一般稱為測(cè)距板。測(cè)距板是這一準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)位置的不可缺少的連接紐帶,是實(shí)測(cè)和安裝各單機(jī)之間相對(duì)位置的必要工裝。現(xiàn)將測(cè)距板的設(shè)計(jì)改進(jìn)做一下介紹,以便更好地貫徹標(biāo)準(zhǔn)。

    利用測(cè)距板檢驗(yàn)G1、G2、G3三項(xiàng)精度示意圖如下:

    (1)G1:相鄰主機(jī)夾具定位基面的等高度的檢驗(yàn)見圖1、圖2,允差0.04 mm/1000 mm。

    (2)G2:相鄰主機(jī)夾具的中心距的檢驗(yàn)見圖1、圖2,允差0.06 mm。

    (3)G3:相鄰主機(jī)夾具的定位銷共面度的檢驗(yàn)見圖3、圖4,允差0.04 mm。

    因?yàn)闇y(cè)距板在工作中要靠人力搬動(dòng),最多兩個(gè)人抬,所示不能太重。但受機(jī)床距離限制,它需要做得比較長。隨著長度的增加,剛度也會(huì)越差,在鑄造、加工和使用中都會(huì)產(chǎn)生變形,因此在機(jī)床間距較小時(shí)用圖1、圖3 的形式做1 個(gè)測(cè)距板,在相鄰機(jī)床中心距過長的情況下,用圖2、圖4 的形式做3 個(gè)測(cè)距板。

    由于上述情況,雖然在長度上采取了以上的措施,測(cè)距板仍然是一個(gè)截面小、長度大、剛性不易保證的零件。故對(duì)測(cè)距板不論在截面形狀、材質(zhì)和制造中都必須采取嚴(yán)格的保證剛性的措施。在使用和存放過程中的變形對(duì)測(cè)距板來說也是一個(gè)重要問題。如果它變形彎曲就會(huì)直接影響相鄰兩夾具距離、相鄰兩夾具等高及定位銷中心線共面。也就是說會(huì)影響整條自動(dòng)線的直線性。使工件和隨行夾具在輸送中不能順利無碰撞地送到各單機(jī)加工定位的位置。

    就變形而言,也就是使用中ΔYmax值(撓度變化)計(jì)算如下:

    式(1)中:p 為測(cè)距板自重,要盡量減輕;l 為懸伸長度,根據(jù)自動(dòng)線單機(jī)中心距定;E 為彈性模量,根據(jù)材料而定;J 為截面慣性矩,由截面形狀而決定。

    為了減輕重量采用鑄鋁材料,這樣l、E 就確定了。最后只有使截面慣性矩J 加大才能使ΔY 減小。同時(shí)要著重考慮克服鑄造和加工后存在著內(nèi)應(yīng)力引起的變形。為此要采用的截面為封閉型,同時(shí)注意J 的因素。在過去由于單純注重?fù)隙圈 變化,一般采用“工”字形,截面為開口形式,這樣一來,使測(cè)距板長期存在由于內(nèi)應(yīng)力造成的變形。造成測(cè)距板在車間和用戶安裝時(shí)無法使用。下面分析改進(jìn)后截面形狀與“工”字形截面形狀在內(nèi)應(yīng)力作用下的變化情況。

    “工”字形截面形式為開口式(見圖5)。

    改進(jìn)后測(cè)距板理論計(jì)算的截面形狀為封閉式(見圖6)。

    一般情況下,在連線時(shí)有兩種使用形式,即橫跨式和懸伸式。在兩夾具中心距較近時(shí),采用橫跨式。橫跨式受力簡圖見圖7。

    式(2)中:q 為單位長上的自重量。在兩夾具中心距較遠(yuǎn)時(shí),采用懸伸式。懸伸式受力簡圖見圖8。

    我們對(duì)空心矩形和改進(jìn)截面形狀的兩種測(cè)距板進(jìn)行了懸伸狀態(tài)下的變形試驗(yàn)。所得數(shù)據(jù)如表1 和表2。

    表1 實(shí)測(cè)改進(jìn)后的測(cè)距板數(shù)據(jù)ΔY 值隨l 變化情況

    表2 實(shí)測(cè)空心矩形測(cè)距板數(shù)據(jù)ΔY 值隨l 變化情況

    根據(jù)表1 的比較所得撓度曲線如見圖9。

    從圖9 可以看出改進(jìn)截面形狀后的測(cè)距板撓度ΔY 的變化是比較理想的,而且截面形狀接近于國際標(biāo)尺,故在長度上的尺寸精度也得到很好的控制。

    國際標(biāo)尺截面形狀見圖10。

    改進(jìn)后測(cè)距板理論計(jì)算的截面形狀見圖11。

    為了方便鑄造、加工和使用,根據(jù)理論形狀的基礎(chǔ),改進(jìn)后投產(chǎn)使用的測(cè)距板截面形狀見圖12。

    改進(jìn)截面形狀后的測(cè)距板在理論上吸取“工”字和矩形之長處,克服了前兩者的不足,所以它既保留了矩形為封閉形的抗端面扭矩能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),又具有“工”字形重量輕,懸伸時(shí)彎曲變形小的長處。同時(shí)由于接近國際標(biāo)尺的截面形狀,又獨(dú)具國際標(biāo)尺在長度上變化小的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)多年來生產(chǎn)實(shí)用證明,在自動(dòng)線連線安裝使用中撓曲變形量較小、精加工成品后的測(cè)距板,在存放中精度很穩(wěn)定,克服了由內(nèi)應(yīng)力引起的端面扭轉(zhuǎn)變形。因此多數(shù)測(cè)距板采用這種截面形狀,以此截形作了大小不等的許多測(cè)距板,效果良好,既方便了鑄造和加工,也滿足了使用要求,保證了兩測(cè)距板本身和自動(dòng)線的相應(yīng)精度。

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