數(shù)控機(jī)床加工中空叉架軸工藝及工裝夾具設(shè)計(jì)

王志鑫+聶贊

摘要： 在中空叉架軸的生產(chǎn)加工過(guò)程中，工裝夾具使用是否合理對(duì)加工零件的質(zhì)量影響十分嚴(yán)重。對(duì)中空叉架軸的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行介紹，并分析了傳統(tǒng)加工工藝中存在的弊端，其次重點(diǎn)探討在加工任務(wù)開展期間，提升生產(chǎn)效率的有效方法，并對(duì)中空叉架軸的質(zhì)量進(jìn)行有效控制。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床加工；中空叉架軸；工裝夾具設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.14.120

1中空叉架軸結(jié)構(gòu)的組成

在機(jī)械設(shè)備使用中，中空叉架軸發(fā)揮著重要的功能作用，主要是對(duì)動(dòng)力進(jìn)行傳送，這樣能夠?yàn)闄C(jī)械技工生產(chǎn)提供更有力的條件，將原料加工成為需要的零件形式，其中包含了接觸裝置，傳動(dòng)模塊。軸頸部分是對(duì)整體的數(shù)控生產(chǎn)階段傳輸動(dòng)能的，帶到生產(chǎn)線流動(dòng)，原料進(jìn)入到各個(gè)階段也能夠更好的接觸整改，達(dá)到生產(chǎn)建設(shè)任務(wù)的硬性需求標(biāo)準(zhǔn)，在這一過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)不合理的轉(zhuǎn)動(dòng)情況要及時(shí)與基層工作人員相互溝通，了解所生產(chǎn)出的零件是否能夠達(dá)到規(guī)定的使用標(biāo)準(zhǔn)。軸頸部分的光滑程度影響到最終的機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量，因此是需要特別注意的。小通孔可以幫助確定準(zhǔn)確的距離，了解加工期間的進(jìn)度。掌握結(jié)構(gòu)組成原理對(duì)接下來(lái)的設(shè)計(jì)任務(wù)有很大幫助。

2傳統(tǒng)加工方法及其弊端

2.1鍛造工藝中的誤差

在中空叉架軸的加工生產(chǎn)工藝中，傳統(tǒng)的方法采用鍛造技術(shù)手段，粗加工零件生產(chǎn)完成后還需要進(jìn)行復(fù)雜的二次加工。通常情況下誤差的數(shù)值為1毫米以內(nèi)，但已經(jīng)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成了阻礙，即使是進(jìn)行精細(xì)加工也很難使零件的精準(zhǔn)度恢復(fù)到正常標(biāo)準(zhǔn)。采用卡盤對(duì)所加工的零件進(jìn)行固定，由于零件自身是帶有一定重量的，卡盤夾緊后才能夠被輸送到下一個(gè)加工環(huán)節(jié)中，這樣的情況下對(duì)鍛造表面本身會(huì)造成損壞，并且所固定的位置每次都需要重新調(diào)整確定，數(shù)控技術(shù)并沒(méi)有應(yīng)用在其中，需要投入大量的人工力量，同時(shí)在生產(chǎn)效率上也會(huì)有明顯的降低。后續(xù)精細(xì)加工也是十分重要的步驟，傳統(tǒng)的鍛造工藝中最常見的問(wèn)題是后續(xù)加工卻是，由于生產(chǎn)的零件缺少步驟，并不能投入到使用中。

2.2車削工藝不合理

對(duì)這軸件的整體形勢(shì)進(jìn)行加工處理時(shí)，對(duì)圓標(biāo)準(zhǔn)度的控制不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致軸件的連接處存在缺口。車削過(guò)度現(xiàn)象一旦出現(xiàn)，是不能通過(guò)再次加工優(yōu)化來(lái)得到解決的，工件整體加工形式達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致軸件的運(yùn)行速度大幅度減慢，應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床中也不能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，不利于機(jī)械零件的組裝運(yùn)行。在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的主軸如果圓的標(biāo)準(zhǔn)度降低，會(huì)引發(fā)質(zhì)量安全問(wèn)題，不但零件無(wú)法使用，甚至還存在嚴(yán)重的安全隱患，威脅到操作人員的人身安全。如果是車削不到位，在接下來(lái)的精細(xì)加工中則可以采取局部調(diào)整方法來(lái)解決問(wèn)題，但針對(duì)過(guò)度加工則缺少控制方法。

2.3工件下垂

固定的位置中存在誤差，并且加工任務(wù)開展會(huì)受到不合理現(xiàn)象影響，所產(chǎn)生的震動(dòng)與碰撞都會(huì)導(dǎo)致最終的零件使用性能降低。固定的位置發(fā)生變化后，繼續(xù)進(jìn)行接下來(lái)的加工在轉(zhuǎn)速作用下受力形式會(huì)有很大的改變。零件前部分的開口會(huì)越來(lái)越大，最終導(dǎo)致整個(gè)零件全部損壞，造成了嚴(yán)重的質(zhì)量安全隱患。工件下垂現(xiàn)象在生產(chǎn)加工中常常會(huì)出現(xiàn)，由于傳統(tǒng)技術(shù)中的不合理現(xiàn)象導(dǎo)致，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這部分施零件的合理性，并采取數(shù)控工藝方法來(lái)進(jìn)行調(diào)整，在生產(chǎn)中應(yīng)用落實(shí)先進(jìn)技術(shù)。

由上述分析可以了解到，導(dǎo)致零件加工質(zhì)量下降的主要原因是在建設(shè)期間存在夾具不合理現(xiàn)象，這也為數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)期間提升技術(shù)合理性創(chuàng)造了有利的條件。

3加工方法的改進(jìn)及工裝夾具的設(shè)計(jì)

3.1改進(jìn)夾具的控制原理

僅僅依靠夾具增大與工件之間的摩擦力是不科學(xué)的，很容易造成工件表面受損。從控制理念方面改進(jìn)能夠解決這一現(xiàn)象，液壓控制原理精準(zhǔn)度更高，能夠根據(jù)工件的尺寸規(guī)格與自重計(jì)算出準(zhǔn)確的夾力，既能夠保障零件固定不出現(xiàn)位移，也不會(huì)影響到最終的中空叉架軸表面質(zhì)量。液壓控制系統(tǒng)所提供的壓力會(huì)傳遞到活塞中，活塞移動(dòng)，使管內(nèi)的空氣被抽出，在真空狀態(tài)下壓力感應(yīng)傳動(dòng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?？刂扑膫€(gè)卡爪移動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行加緊，在進(jìn)行接下來(lái)的移動(dòng)加工處理。夾具共有四個(gè)卡爪，首先是有一個(gè)卡爪最先接觸到零件，確定好準(zhǔn)確的位置后，零件會(huì)處于平衡狀態(tài)，接下來(lái)其他的卡爪也能夠全部加緊，將工件緊緊的固定，如果工件的重心很難確定，會(huì)反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，直到最終的結(jié)果與實(shí)際情況保持一致。數(shù)控加工車床采用自動(dòng)化控制模式來(lái)進(jìn)行，不需要人工調(diào)節(jié)，并且液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中磨損更小，不容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)鍛造面損壞的現(xiàn)象。

3.2專用雙尖頂頭的應(yīng)用

將中空叉架軸頂進(jìn)到車削零件中，單頭頂進(jìn)容易因中心點(diǎn)判斷不準(zhǔn)確造成嚴(yán)重的使用安全問(wèn)題，造成軸頭部分車削誤差出現(xiàn)。針對(duì)這一現(xiàn)象，數(shù)控機(jī)床加工控制中采用了雙尖頂頭的方法，這樣在對(duì)工件進(jìn)行頂進(jìn)時(shí)角度與受力點(diǎn)控制更合理，不容易出現(xiàn)誤差以及工件掉落的現(xiàn)象。技術(shù)應(yīng)用期間采用全自動(dòng)的控制方法，不需要人為檢測(cè)誤差標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)使用階段的結(jié)果調(diào)查顯示了解到，最終的頂進(jìn)裝置所帶來(lái)的誤差不會(huì)超出0.005毫米，完全能夠達(dá)到中空叉架軸加工的精準(zhǔn)度要求。在設(shè)計(jì)階段就充分考慮了零部件的穩(wěn)定性，檢測(cè)合理后才會(huì)投入到數(shù)控機(jī)床中使用。

3.3內(nèi)孔工藝改進(jìn)

內(nèi)孔制作過(guò)程中采用自定義的形式來(lái)進(jìn)行，并且控制系統(tǒng)中也結(jié)合了位置固定來(lái)進(jìn)行。內(nèi)孔部分的加工對(duì)精準(zhǔn)度要求十分嚴(yán)格。一旦出現(xiàn)誤差會(huì)造成中空叉架軸無(wú)法使用，針對(duì)傳統(tǒng)加工工藝中存在的問(wèn)題，進(jìn)行了有針對(duì)性的整改優(yōu)化。這種自定義技術(shù)應(yīng)用后，可以避免出現(xiàn)下垂現(xiàn)象，最初確定的車削范圍也不會(huì)在零件運(yùn)行中發(fā)生改變。在叉架開口處放入套筒，用長(zhǎng)螺桿穿過(guò)彈簧墊圈、工件本身的小通孔和套筒，另一側(cè)用雙螺母緊固并防松，叉架開口被固定為封閉框式結(jié)構(gòu)，完全消除了叉架開口的開合造成的振動(dòng)。下垂與振動(dòng)消除，意味著可以以較高的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度切削，成品內(nèi)孔與軸頸外圓的同軸度完全滿足0020mm的要求。

4結(jié)語(yǔ)

經(jīng)驗(yàn)證，以上工藝方法及工裝夾具可有效提高中空叉架軸外圓及內(nèi)孔車削工序的精度、表面質(zhì)量，提高加工效率和成品合格率，大大降低工件裝卡的工作強(qiáng)度，對(duì)類似工件的車削加工提供新的思路或啟發(fā)，具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]熊堯，吳軍，鄧超等.面向重型數(shù)控機(jī)床的加工工藝參數(shù)優(yōu)化方法[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2012，（03）.

[2]朱燏，寧濤，陳志同.圓柱坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工整體葉輪的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J].航空學(xué)報(bào)，2014，（08）.