一種加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝

孔小會(huì)

（山東聯(lián)誠精密制造股份有限公司，山東濟(jì)寧272100）

0 引言

目前，工廠中在進(jìn)行鑄造橫梁四周锪平臺(tái)加工時(shí)，一般采用人工利用搖臂吊吊起工件并將其安裝在搖臂鉆工作臺(tái)上，加工一面安裝一次，找正一次，工件整體加工時(shí)間緩慢，每班產(chǎn)8件，反面沉臺(tái)有兩種孔：8 ×φ12.5 mm（沉臺(tái)φ（28±0.2） mm）和20×φ16.5 mm（沉臺(tái)φ（36±0.3）mm），如圖1所示，需兩種型號(hào)的刀桿，來回?fù)Q夾持刀桿。把刀桿穿入工件后，用鐵絲從刀桿中間穿過，防止刀下滑跌落，加工完拔掉鐵絲，取下刀具。步驟比較繁瑣，占用人員較多，加工一個(gè)零件，人工翻轉(zhuǎn)裝夾多次，勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，效率低，锪平臺(tái)不穩(wěn)定，容易偏，客戶不滿意。為此，設(shè)計(jì)了一種加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝并改善了刀具。

圖1 加工產(chǎn)品示意圖

1 一種加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝的組成、刀具改進(jìn)及工作過程

1）旋轉(zhuǎn)工裝組成。該加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝結(jié)構(gòu)如圖2所示，安裝支撐彎板1用來固定整個(gè)旋轉(zhuǎn)工裝，防止加工反面沉臺(tái)時(shí)工裝晃動(dòng)，影響加工精度。安裝支撐彎板1用帶防塵蓋深溝球軸承11和快速插銷2、襯套3連接兩個(gè)支撐圓盤4，支撐圓盤上有芯軸和支撐彎板及軸承配合連接，也是整個(gè)機(jī)構(gòu)的核心部分，工裝定位板和工件及兩邊的兩個(gè)圓盤，利用軸承可以360°自由旋轉(zhuǎn)，快速插銷進(jìn)行快速定位。兩個(gè)支撐圓盤4中間利用螺栓和圓柱銷連接工裝定位板5，工裝定位板5上安裝定位銷9和壓緊組合結(jié)構(gòu)6、7、8、10完成一面兩銷定位及夾緊。

圖2 加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝的結(jié)構(gòu)示意圖

2）加工反面沉臺(tái)刀具改進(jìn)。改善前，加工兩種型號(hào)的孔，有兩種型號(hào)的刀桿，需要來回?fù)Q夾持刀桿。把刀桿穿入工件后，從下面安裝上相應(yīng)的刀具，用鐵絲從刀桿直徑的中間穿過，以防止刀具下滑跌落，加工完拔掉鐵絲取下刀具。步驟比較繁瑣，需要兩人操作，并且沉臺(tái)的加工質(zhì)量不穩(wěn)定。

改善后，在刀桿上做了一個(gè)變徑套，加工φ（36±0.3）mm的沉臺(tái)時(shí)，用一個(gè)活動(dòng)插銷固定在細(xì)的刀桿上，加工φ（28±0.3）mm沉臺(tái)時(shí)取下變徑套，這樣省去了來回?fù)Q刀桿的時(shí)間，刀具和刀桿或變徑套配合依靠卡槽，刀具穿入刀桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，刀具鎖死，加工完成后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)刀具下落，加快了裝卸刀的時(shí)間，一人操作即可，方便快捷，加工出的沉臺(tái)質(zhì)量很穩(wěn)定，改善前后對(duì)比如圖3所示。

圖3 改善前后的锪平沉臺(tái)對(duì)比圖

3）加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝工作過程。把工件如圖2所示安裝在工裝定位板上，用壓緊組合機(jī)構(gòu)壓緊壓板，啟動(dòng)搖臂鉆按鈕，旋轉(zhuǎn)手輪使刀桿對(duì)準(zhǔn)锪臺(tái)孔，搖動(dòng)上下推桿使刀桿下行，雙手松開手輪和推桿，從下面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)把刀具鎖緊，轉(zhuǎn)動(dòng)開始推桿和上行推桿對(duì)零件進(jìn)行锪沉臺(tái)加工，零件加工完成后，按下停止推桿，待刀具完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)卸下刀具，推動(dòng)自動(dòng)上下行推桿，使刀桿退出工件，安裝和松開刀時(shí)禁止身體的任何一部分接觸手輪、推桿或開關(guān)，以免造成人身傷害。待這一加工面上的沉臺(tái)完全锪完，拔出快速插銷，工裝定位板和工件及圓盤在重力的作用下旋轉(zhuǎn)90°，待整個(gè)機(jī)構(gòu)靜止后，插上快速插銷，再重復(fù)進(jìn)行上面的锪沉臺(tái)步驟，直到4個(gè)平面上的沉臺(tái)都加工完成，整個(gè)沉臺(tái)加工過程完成。

2 工裝設(shè)計(jì)制造難點(diǎn)及解決辦法

在工裝設(shè)計(jì)制造和使用的過程中均要保證工件加工的穩(wěn)定性和精度，難點(diǎn)和解決方法如下：

1）設(shè)計(jì)制造難點(diǎn)。a.工作環(huán)境存在很多鐵銷；b.除了兩側(cè)支撐彎板，其余的工裝部分和工件質(zhì)量約200 kg都是靠軸承和支撐圓盤芯軸與支撐彎板的孔配合支撐。要考慮軸承的選擇及支撐圓盤芯軸與支撐彎板的孔配合的間隙，使工裝可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

解決辦法：查閱文獻(xiàn)[1]選擇合適的帶防塵蓋深溝球軸承，查閱文獻(xiàn)[2]選擇合適的定位銷及定位插銷，并根據(jù)使用要求選擇支撐圓盤芯軸與支撐彎板的孔進(jìn)行小間隙配合。

2）制作難點(diǎn)。兩側(cè)彎板加工的φ72H7定位孔和底面的距離尺寸公差為±0.05 mm，彎板的側(cè)面和底面垂直度為0.03 mm，要求加工出來工裝支撐板安裝后和底面的平行度為0.5 mm，如圖4所示。

3）安裝和使用難點(diǎn)：a.工裝軸承的安裝。軸承的安裝需調(diào)整合理的間隙，使整個(gè)工裝能自由地旋轉(zhuǎn),防止熱脹冷縮后工裝不能自由旋轉(zhuǎn)。b.工裝使用時(shí)，需要360°旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)直徑為530 mm，而搖臂鉆的行程只有420 mm，所以工裝不能直接安裝在搖臂鉆的工作臺(tái)上。

解決辦法：1）工裝兩端均選用深溝球軸承，兩軸承的外圈均靠端蓋做軸向固定，在外圈和端蓋之間放置調(diào)整墊片，并保證有0.25～0.50 mm的軸向間隙，以補(bǔ)償軸的熱伸長量。2）把搖臂鉆的工作臺(tái)去掉，找平地面，把工裝直接安裝在地上，用膨脹螺栓固定，防止工裝受力時(shí)晃動(dòng)，影響定位精度。安裝調(diào)試后用百分表對(duì)工件的定位精度進(jìn)行確認(rèn)和驗(yàn)證，保證工件的裝夾精度，進(jìn)而保證工件的加工精度和質(zhì)量的穩(wěn)定性。

圖4 加工彎板支撐示意圖

3 使用工裝前后對(duì)比

針對(duì)本公司加工鑄造橫梁沉臺(tái)來說，利用軸承旋轉(zhuǎn)原理來設(shè)計(jì)加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝，再插上快速定位的插銷可以精準(zhǔn)地調(diào)控定位臺(tái)角度。此加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝，只需一次裝夾，加工完一面后旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度，再插上快速定位的插銷，就可以重新定位，轉(zhuǎn)向第二個(gè)面加工，可以節(jié)約時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。改善前，由普通的工作臺(tái)壓緊工件，采用普通的刀具加工，加工一個(gè)產(chǎn)品需裝夾4次，兩個(gè)人操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，質(zhì)量不穩(wěn)定，引起客戶不滿。改進(jìn)后，采用反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝和改進(jìn)的刀具，加工一個(gè)零件只需要1次裝夾，一人可獨(dú)立完成，現(xiàn)班產(chǎn)量13件，效率提升62.5%；锪臺(tái)質(zhì)量很穩(wěn)定，不再出現(xiàn)锪偏的現(xiàn)象，如圖3所示。

4 結(jié)語

該加工反面沉臺(tái)旋轉(zhuǎn)工裝和改進(jìn)刀具采用了立式加工中心機(jī)床上立加四軸旋轉(zhuǎn)的原理和數(shù)控機(jī)床上刀具的裝夾原理，并根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行了簡(jiǎn)化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，作業(yè)效率高，避免了現(xiàn)有技術(shù)中人工作業(yè)帶來的勞動(dòng)強(qiáng)度大、锪沉臺(tái)偏、锪不到、效率低等問題。該工裝和刀具已經(jīng)獲得國家專利[3-4]，有很好的推廣和實(shí)用價(jià)值，廣泛的推廣應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。