為了滿足汽車制造生產線上加工“后輪轂及制動鼓總成”等非規(guī)則、難加工零件的需要引宙，在CK815E數控單柱立式車床上增設一套液壓夾具督近，使該機床裝夾工件快速、生產效率高曼散、定心基準可靠茁升，以適應同類型不同規(guī)格典型工件變化范圍大的特點。該機床可聯入汽車生產線污兄，滿足生產線“大批量鹰泡、高效率、快節(jié)拍”的零件加工需要午四。
1 裝夾工藝分析
“后輪轂及制動鼓總成”最大直徑440mm叛冠、最大內孔直徑370mm、最大工件高度340mm支礼。工件呈高腳酒杯形把奢，以上、下內錐孔為基準滨溉，所加工內孔要與該基準保持同軸度?0.06mm什湘，內孔圓柱度0.087mm，上业踏、下內錐孔平均直徑110mm禽炬。根據外形尺寸可知，該工件可在CK815E數控單柱立式車床上加工勤家。如果仍采用原機床工作臺卡爪外卡工件的夾緊定心方式腹尖，有下述缺點難以克服：①由于夾緊工件的工藝基準與加工孔的設計基準分開，加工內孔與基準孔的同軸度要求?0.06mm難以保證伐脖。②夾持薄壁件易產生變形热幔，加工孔圓柱度 0.087mm難以保證。③裝夾找正輔助時間長讼庇，不能滿足汽車生產線“高效率绎巨、快節(jié)拍”的需要。因此需在該機床工作臺基礎上增設一套液壓卡緊裝置蠕啄，該夾具需滿足下述要求：①保證加工孔與基準孔的同軸度要求及自身的圓柱度要求场勤。②夾緊安全、可靠艺踪，即夾緊力足夠大首潮。③滿足3種不同規(guī)格典型工件夾緊需要。④拆卸、安裝剑学、找正工件輔助時間短绝皇。⑤維修、更換易損件密封環(huán)方便膨溃。
1.主軸 2.配油軸 3.密封環(huán) 4.油缸體 5.活塞 6.活塞桿 7.制動鼓總成 8.插板 9.上錐套 10.下錐套 11.定心套
液壓夾具結構圖 |
2 夾具結構
在對典型工件冷加工工藝特點反復分析呐猴、研究的基礎上，夾具(見附圖)采用工件大端開口向上肠祭，垂直刀架自上而下的切削加工方式常废，配油裝置安裝在工作臺主軸上部，夾緊油缸安裝在工作臺上部醒腹，工件座落在夾緊油缸上部的整體布局方式极棵。該夾具布局方式有如下特點：①滿足了典型工件加工內孔精度的要求。上錐套9漆暑、下錐套10的錐面角度按典型工件內孔實際錐度配磨嗤详，保證接觸率達到80%以上，夾具與工作臺之間的定心止口高精度配合瓷炮，工作臺中心孔裝配自車葱色。通過上述措施使得工件加工內孔中心，工件上下內錐基準孔中心娘香，工作臺回轉中心保持一致苍狰，保證了工件加工內孔與基準孔之間的同軸度要求及工件內孔的圓柱度要求。②夾緊安全可靠烘绽。由于夾緊油缸布置在工作臺上部淋昭，充分利用了工作臺中心孔的空間，可以選擇到理想的夾緊油缸直徑以滿足夾緊力的需要安接。上翔忽、下錐套9、10部分開有槽口盏檐，當壓緊時斜面能較緊密地壓合在工件的斜面上歇式，增加摩擦力。③可以滿足3種不同規(guī)格典型工件的夾緊需要胡野。該夾具共設計了3套上材失、下錐套9和10，可方便地更換以滿足夾緊不同工件的需要厅员。④拆卸困煤、安裝、找正工件的輔助時間短幻渤。工件夾緊時在液壓閥控制下前忿，油缸上端通有壓力油贡按，活塞拉桿6拉緊上錐套9把工件牢固地固定在定心套11上熙屁；工件放松時扁奢，油缸下端來油，活塞拉桿向上運動匹憎，將上錐套9同時頂出逻袭，拆下上錐套9上面的馬蹄形插板8，拔出上錐套9业满，此時可拆卸工件肢俄。由于該夾具采用了自動定心內夾工件的夾緊方式，縮短了安裝李臀、找正工件的輔助時間憎兽。⑤維修機床方便。由于該夾具布置在工作臺下部吵冒，可方便地更換易損件密封環(huán)纯命。另外，配油裝置與油缸體間距小痹栖，配油軸懸臂短亿汞，回轉時徑向跳動小，相對延長了密封環(huán)的使用壽命揪阿。⑥機床主軸即為配油裝置的配油體疗我，提高了主軸剛度，使管路聯結更加簡單南捂，油缸上端蓋即為定心套吴裤，油缸體通過定心止口直接把合在工作臺上。通過上述巧妙的設計溺健，提高了該夾具的定心精度麦牺，滿足了零件的加工精度要求。
3 設計計算
- 切削力和切削扭矩的計算
- 切削力Pz
| Pz= CPz·tXPz·SYPz·KμPz (N) |
(1) |
式中t——切削深度矿瘦，mm枕面。t=1.5mm
- s——進給量，mm/r学蛤。s=0.8mm/r
- 典型工件為鑄鐵件贮祥，采用硬質合金刀具車削內孔，查取各項系數為:CPz=902夭菲，XPz=1程昨，YPz=0.75，KμPz=1摇轨，代入式(1)得Pz=1145N咖亏。
- 最大切削扭矩M切
式中D工件——工件內孔最大加工直徑肩菲，D工件=0.37m
- 代入式(2)得M切=211.8N·m。
- 活塞桿拉力F拉和油缸直徑D油缸的計算
- 摩擦扭矩M摩
式中S——安全系數已唐，S=1.3
- 代入式(3)得M摩=275.34N·m犹佣。
- 錐面摩擦力F摩
- 式中D錐——錐面平均直徑，D錐=0.11m
- 代入式(4)得F摩=2503N绞芽。
- 活塞桿拉力F拉
式中a——錐面角度皱辞，a=30°μ——摩擦系數，μ=0.15
- 代入式(5)得F拉=33373N歪架。
- 油缸直徑D油缸
式中d桿——活塞桿直徑股冗，經計算取d桿=0.04m
- P——壓力油壓力，P=3.5×106N/m2
- 代入式(6)得D油缸=0.1172m和蚪。設計中取油缸直徑D油缸=0.12m止状。在D油缸=0.12m時，M摩=284N·m攒霹。M摩>M切怯疤。
該夾具與原機床一起裝配、試切工件成功剔蹋，順利出廠旅薄，現已聯結在汽車生產線上，正式投入生產使用泣崩，得到用戶一致好評少梁。
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