臥式單面兩工位后橋鉆孔攻絲機

安陽第二機床有限公司 （河南 455000） 張學(xué)周

后橋殼是汽車上使用的一個重要零件，而加工后橋殼琵琶孔大面孔系也是后橋加工中非常重要的工序。后橋殼琵琶孔大面鉆孔攻絲用通用機床一次只能鉆一個孔，等鉆完所有孔之后再逐個攻螺紋，加工精度低、勞動強度大、工作效率低，不能滿足企業(yè)生產(chǎn)計劃和市場需要。

1.機床總體設(shè)計

圖1

根據(jù)上述情況，設(shè)計開發(fā)了臥式單面移動工作臺兩工位鉆攻后橋殼琵琶孔大面螺孔專用機床，如圖1所示，本機床臥式單面兩工位布置，一工位鉆孔液壓滑臺和二工位攻絲液壓滑臺均放置在一個整體側(cè)床身上；側(cè)床身聯(lián)接在移動工作臺一側(cè)，其上放置固定夾具。開始加工時一工位液壓滑臺1帶動鉆孔多軸箱進行鉆孔、加工完畢，一工位液壓滑臺1后退，然后移動工作臺快進、緩進、死擋鐵定位后，二工位液壓滑臺6帶動攻絲多軸箱攻螺紋。根據(jù)被加工件特點設(shè)計了結(jié)構(gòu)新穎，緊湊的夾具，本機床加工精度高，成本低，操作、維修方便，大大降低了工人的勞動強度。

2.定位、加工工藝性分析

圖2為后橋殼加工簡圖。從圖中可知，琵琶孔大面上有10個M16×1.5的螺紋孔。它們不僅與所在的琵琶孔有位置度要求，而且與琵琶孔大平面也有位置度要求。它關(guān)系到中央制動器和橋體的傾角的效果，影響到整車的性能，所以是質(zhì)量控制的一部分。因此要保證鉆孔攻螺紋的形位精度，必須選擇正確的定位基準(zhǔn)。

圖2

經(jīng)分析研究，決定以琵琶孔大面為主定位基準(zhǔn)，限制三個自由度；琵琶孔為次定位基準(zhǔn)，限制兩個自由度；一端軸頭外圓母線限制一個自由度。于是被加工件的六個自由度就完全限制，按照此思路設(shè)計夾具完全能達到被加工件圖樣精度要求。

3.夾具設(shè)計

夾具是機床的重要組成部件，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時的限位等作用的。按照機床夾具的主要功能，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)、夾緊機構(gòu)和刀具導(dǎo)向裝置 （見圖3） 。

圖3

（1）定位支承系統(tǒng) 夾具定位支承系統(tǒng)（見圖4）由模板上四個定位塊支承琵琶孔大面，琵琶孔內(nèi)腔三卡爪上下，左右自動對中，一端軸管放置一端支座定位塊上，實現(xiàn)完全定位。為保證定位面的水平精度，要求四個定位塊同時磨出，保證等高。

琵琶孔自動對中機構(gòu)原理為定位盤3上徑向安裝有三個導(dǎo)向柱2，一個φ63mm液壓缸推動活塞桿1（前端均布有三個15°斜面，斜面上開有三個T形斜槽），活塞桿1帶動三個導(dǎo)向柱2同時向外移動，從而實現(xiàn)琵琶孔上下，左右對中。

為保證琵琶孔內(nèi)三個卡爪自動對中，尺寸一致并調(diào)整方便，特設(shè)計一個與工件琵琶孔內(nèi)徑尺寸一致的法蘭盤檢具（調(diào)整時先將該檢具定位安裝到模板上即可，然后調(diào)整導(dǎo)向桿上的三個圓弧形壓頭都接觸到檢具內(nèi)表面，從而保證三卡爪壓頭尺寸在圓周的一致性）；定位面的尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度，設(shè)計時對定位系統(tǒng)需合理布置定位塊，力求使其組成較大的支承平面，好使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。另外，為方便上件及操作方便，活塞在軸管另一端也有一支座，支座上放置一個低于左端定位塊2mm限位塊。

圖4 定位、內(nèi)腔自動對中

（2）夾緊系統(tǒng)（見圖5、圖6） 在機床上加工時，還需依靠夾具上的夾緊機構(gòu)，來消除工件因受切削力或工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動，使工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。

圖5 左端夾緊

圖6 內(nèi)腔夾緊

該夾具夾緊機構(gòu)布置比較困難，若在后橋殼鍋蓋處夾緊直觀明了，但這樣的話夾具結(jié)構(gòu)會變得龐大繁瑣，很不實用。為使夾具外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單，并根據(jù)后橋殼內(nèi)腔結(jié)構(gòu)狀況，決定采用在后橋殼內(nèi)腔用杠桿式液壓缸進行夾緊。但后橋殼內(nèi)腔已有自動對中機構(gòu)，內(nèi)腔空間位置十分小，又避免鑄件有氣孔、砂眼發(fā)生，經(jīng)反復(fù)設(shè)計決定三個內(nèi)徑φ80mm的夾緊液壓缸采用鋼套直接安裝在模板上已加工的缸孔內(nèi)作為液壓缸體，并且液壓缸前蓋上帶有壓板支承鉸鏈，使得夾緊結(jié)構(gòu)緊湊、效果理想（見圖6）。

同時為了防止工件在加工過程中旋轉(zhuǎn)，在工件左端軸頭處用一個內(nèi)徑φ63mm的液壓缸直接夾緊（見圖5） 。

另外為保證上件方便，夾具在工件后橋兩端法蘭盤處部位安裝了兩個較長的限位板，在人工吊裝上件時后橋兩端法蘭盤順著兩端限位板往前移時而不左右竄動，在后橋琵琶孔大面離中間定位夾緊較近時，工件內(nèi)腔夾緊部分安裝的四個限位桿，限制后橋不能上下移動，保證后橋工件順利裝夾到夾具上而不會撞壞其他部件。

（3）導(dǎo)向裝置 為了保證刀具對工件的正確位置，保證各刀具間的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性，在模板上安裝了固定導(dǎo)向鉆套，它對于保證加工精度和機床可靠工作具有重要的作用。

4.結(jié)語

該夾具結(jié)構(gòu)簡單、合理、緊湊，構(gòu)思巧妙，使用效果理想，具有一定的應(yīng)用推廣價值。