電機(jī)軸數(shù)控加工的工藝分析和夾具設(shè)計(jì)

宋亮

摘 要：本文中主要介紹了在數(shù)控生產(chǎn)過程中，以130轉(zhuǎn)軸為主的電機(jī)軸加工，在具體生產(chǎn)加工方面需要掌握相應(yīng)的加工工藝，同時(shí)進(jìn)一步闡述了裝夾方案，以及在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)過程中主要應(yīng)用的方法。在生產(chǎn)過程中，最常見的問題就是重復(fù)性的進(jìn)行刀拆卸裝夾，由此造成加工時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)生了較大的誤差，所以本文對(duì)這一問題進(jìn)行了解決，保證生產(chǎn)加工效率的進(jìn)一步提升。同時(shí)也能為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高作出重要的貢獻(xiàn)。希望通過本文的論述能夠?qū)ο嚓P(guān)工作人員具有一定的幫助，促進(jìn)電機(jī)軸數(shù)控加工工藝的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；電機(jī)軸130轉(zhuǎn)軸；批量加工；夾具設(shè)計(jì)

數(shù)控加工工藝在生產(chǎn)過程中是一項(xiàng)主要的加工工藝，在具體內(nèi)容方面，涉及了選擇合適的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工生產(chǎn)，并且對(duì)工序內(nèi)容予以進(jìn)一步的確定。所以在當(dāng)前的電機(jī)軸數(shù)控加工中具有十分重要的作用。通常情況下，數(shù)控加工工藝按照零件裝夾定位以及加工部位的不同具有不同的劃分結(jié)果，所以為了進(jìn)一步提高數(shù)控加工的工藝效果，本文以130轉(zhuǎn)軸的電機(jī)軸加工為例，并且展開了詳盡的闡述。同時(shí)還進(jìn)一步對(duì)夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在本文的論述下，將會(huì)對(duì)今后的加工生產(chǎn)具有重要的意義。

1 工藝分析

以圖1為例，該電機(jī)軸為130轉(zhuǎn)軸，外圓的直徑有四種類型，分別是22mm、25mm、31mm以及35mm，在左右兩端分別設(shè)有一個(gè)圓角以及一個(gè)螺紋孔。經(jīng)過計(jì)算可知整個(gè)零件的總長(zhǎng)度為197.1mm，并且外圓的粗糙度為Ra0.8，所以如果在相關(guān)要求的前提下，如果機(jī)床的加工不能滿足這一標(biāo)準(zhǔn)，那么就要在磨床上進(jìn)行進(jìn)一步的打磨，直到符合機(jī)床加工的要求。但是需要注意的是在外圓的邊緣部分，還要預(yù)留出一部分的余量，大約是0.5mm，這樣才能保證最終符合加工的要求。

在進(jìn)行加工的過程中，需要嚴(yán)格遵循工序的要求，需要按照以下幾道工序進(jìn)行加工。首先，將直徑為22mm的外圓夾住，然后加工外圓，將端面磨平，在加工的過程中同時(shí)在內(nèi)孔中放入中M5的螺紋。其次，進(jìn)行裝夾的工序。將直徑為25mm的外圓夾住，然后與上述工序一致，加工外圓，將端面磨平。第三個(gè)步驟是夾住直徑為35mm的外圓，運(yùn)用一夾一頂?shù)姆绞?，在車床上使用車刀將外圓表面不需要的材料去除，切為R1圓弧，去除零件在加工時(shí)產(chǎn)生的倒刺，并且切除溝槽。最后一道工序是要將直徑為25mm的外圓夾起，依然運(yùn)用一夾一頂?shù)姆绞?，去除外圓表面不必要的材料，制成錐面，進(jìn)而將加工材料中表面的倒刺清除掉，最后再同上述的工序一樣，切除溝槽。在當(dāng)前的加工生產(chǎn)中，需要滿足批量加工生產(chǎn)的要求，所以上述提到的四項(xiàng)工序主要是采用四臺(tái)數(shù)控機(jī)床完成的。與此同時(shí)，為了進(jìn)一步滿足設(shè)計(jì)的要求，還應(yīng)該對(duì)夾具進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以確保加工的質(zhì)量。

2 電機(jī)軸130轉(zhuǎn)軸裝夾方案的分析

本文主要提出了幾種不同的方案。首先提出的一種方案是直接進(jìn)行裝夾處理。在這一方案中，應(yīng)該先將工件表面與卡盤進(jìn)行直接接觸，但是這樣做會(huì)對(duì)工件的表面產(chǎn)生一定影響，不能保證工件表面的整潔性與光潔度。因此在進(jìn)行第一道工序時(shí)，應(yīng)該使用手動(dòng)的方式進(jìn)行處理，分別是鉆中心孔、鉆孔以及攻絲。在這一過程中，還要進(jìn)一步對(duì)時(shí)間予以校正，以確保其精準(zhǔn)性。有時(shí)在鉆孔的過程中，還容易出現(xiàn)中工件中心偏移的狀況，此時(shí)就會(huì)對(duì)鉆頭造成不良的損壞，同時(shí)方案1所花費(fèi)的成本較高，工作效率也相對(duì)低下，不能確保尺寸的準(zhǔn)確性。而在進(jìn)行第二道工序加工的過程中，采用刀具定位的方式會(huì)造成端面不平整的現(xiàn)象，這樣所加工出來的工件尺寸就會(huì)不準(zhǔn)確，同時(shí)也浪費(fèi)了大量的時(shí)間進(jìn)行重新校正，也具有成本過高并且效率較低的現(xiàn)象。

采用方案2是運(yùn)用夾具進(jìn)行裝夾處理，在進(jìn)行第一道工序時(shí)，首先要將夾具固定在刀架上，并且采用編程的方式進(jìn)一步確定中心鉆、絲錐以及鉆頭的具體走刀位置，這種方式不需要重新對(duì)尺寸進(jìn)行校正或者重新使用刀具進(jìn)行改動(dòng)，這樣一來，大大降低了生產(chǎn)過程中所需要的時(shí)間，生產(chǎn)效率也得到了極大的改進(jìn)。在第二道工序的生產(chǎn)加工中，主要是在主軸筒的內(nèi)孔中安裝夾具，確保工件軸向定位的準(zhǔn)確性。這樣就能進(jìn)一步提升工件的裝夾方式，使其變得更加簡(jiǎn)便，有效的促進(jìn)加工效率的提升。同時(shí)在經(jīng)濟(jì)效益方面也得到了改善。

3 電機(jī)軸130轉(zhuǎn)軸夾具的設(shè)計(jì)

3.1 夾具一的制作

將方塊放在銑床上銑一個(gè)平面，再把方塊裝到刀架上，用百分表在方塊一側(cè)面滑動(dòng)，慢慢敲打方塊，直到百分表的跳動(dòng)范圍小于0.1mm，并將其壓緊。把中心鉆裝在主軸上，啟動(dòng)主軸，手動(dòng)把刀架移近中心鉆，在方塊的面上鉆一個(gè)中心孔。停主軸，拆卸中心鉆，并裝上鉆頭，啟動(dòng)主軸，手動(dòng)把刀架移近鉆頭，在方塊的面上鉆一通孔。用此方法可以加工出絲錐夾具、鉆頭夾具和中心鉆夾具如圖2、圖3、圖4。

3.2 夾具二的制作

把車床上的卡盤拆卸下來，用帶表游標(biāo)卡尺測(cè)量主軸筒的孔徑，根據(jù)孔徑查莫氏錐度表，找出其錐度比。確定大端的尺寸及工件的長(zhǎng)度，根據(jù)錐度比計(jì)算出小端的尺寸。根據(jù)已知尺寸畫出簡(jiǎn)圖，加工出夾具。

4 工件加工的步聚

4.1 第一道工序

夾住φ22mm的外圓，車外圓、平端面，加工φ4.2mm、φ5.3mm內(nèi)孔并攻M5螺紋。（1）把毛坯放進(jìn)主軸筒里，循環(huán)啟動(dòng)，調(diào)用45°機(jī)夾刀，把刀架移到X13Z0.6處，再把工件伸出來，使工件的端面接觸刀尖，并把工件夾緊。（2）用45°機(jī)夾刀把毛坯的外圓切到35mm，切的長(zhǎng)度為3mm，再平一下端面。（3）選用A4的中心鉆鉆中心孔，深度為2.4mm。（4）選用B2的中心鉆鉆120°的錐面，保證錐面的直徑為8.7～8.8mm。（5）用準(zhǔn)5.3的鉆頭鉆深為4mm的孔，保證孔徑為5.3mm。（6）用準(zhǔn)4.2鉆頭鉆深為16mm的孔。（7）用M5絲錐攻絲。

4.2 第二道工序

調(diào)頭裝夾，夾住準(zhǔn)25mm外圓，車外圓、平端面，保證197mm長(zhǎng)度，加工60°錐面，寬度為5.7mm。

（1）調(diào)頭裝夾，把第一工序所加工出來的工件塞進(jìn)去，使夾具的端面與工件的端面定位完全接觸，并把工件夾緊，加工右端面，控制好工件的總長(zhǎng)，按已加工面找正，打右端中心孔。（2）循環(huán)啟動(dòng)，調(diào)用90°外圓刀把毛坯的外圓切削到準(zhǔn)35mm，切削的長(zhǎng)度為15mm。（3）調(diào)用45°YT15外圓刀粗切工件的端面，留0.9mm余量。（4）調(diào)用45°機(jī)夾刀精車工件的端面，使端面的粗糙度達(dá)到Ra0.8。（5）調(diào)用A2.5中心鉆鉆一中心孔，保證孔徑為5.7mm。

結(jié)束語

采取的電機(jī)軸130轉(zhuǎn)軸批量加工工藝編排設(shè)計(jì)，批量生產(chǎn)零件1萬件以上，產(chǎn)品合格率99.9%。實(shí)踐證明，該工藝編排及工序分配合理，夾具設(shè)計(jì)正確，在電機(jī)軸130轉(zhuǎn)軸批量生產(chǎn)中解決了重復(fù)對(duì)刀拆卸裝夾而導(dǎo)致加工時(shí)間長(zhǎng)、誤差大等諸多問題，提高了生產(chǎn)效率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益?！?/p>

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