數(shù)控車薄片件夾具及加工

論文題目：數(shù)控車薄片件夾具及加工指導(dǎo)教師：劉友和教授作 者：張振單 位：廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控車薄片件夾具及加工廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院張振摘要：本文就薄片工件在加工中存在的裝夾、車削方法、面表高光，及車刀選擇的技術(shù)問題，就自己在實(shí)際加工中的夾具設(shè)計(jì)，加工方法及刀具選擇解決問題方面，作一敘述。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床、薄片件、夾具、加工、刀具。一、引言利用數(shù)控車床加工薄片零件，因裝夾問題經(jīng)常需要設(shè)計(jì)加工夾具及根據(jù)圖紙要求選擇合理的刀具。如（圖一）所示，材料為防銹鋁合金（LF5），外徑0100mm，內(nèi)徑034mm，片厚僅4mm。為音箱裝飾圈，需加工R4的圓弧、內(nèi)孔斜位兩處要求高光，表面無刮傷和毛刺。圖一技術(shù)要求：1、 R4的圓弧面、內(nèi)孔及斜口位高光;2、 表面無刮傷和毛刺；3、 其它面噴細(xì)砂氧化香檳金色。工件的毛坯尺寸，厚度4.5毫米，中間有一直徑為32毫米的孔，外徑為102毫米，在半徑44毫米處均布4個直徑4.5毫米的孔的薄圈，用沖床一次沖出。二、難度分析及工藝流程分析從零件圖樣要求及材料來看，主要因?yàn)槭潜∑慵?，其厚度僅有4毫米，材料為鋁合金，硬度不高，并且批量較大，既要考慮如何保證工件在加工時的定位精度，又要考慮裝夾方便、可靠、并且不能損傷表面，因此關(guān)鍵是解決零件的定位裝夾問題。根據(jù)零件圖樣，經(jīng)過工藝分析后，制定出以下加工工藝流程：1、 沖床下料2、 銑床銑R4的圓弧深為2毫米3、 數(shù)控車床車平一側(cè)端面控制厚度4毫米4、 表面噴細(xì)砂氧化香檳金色5、 數(shù)控車床車R4弧面和直徑88毫米的外圓6、 數(shù)控車床鏜內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位。從上述工藝流程來看，在第5步加工時，如用一般三爪撐著內(nèi)孔的裝夾方法來加工，因?yàn)椴牧陷^薄，車削受力點(diǎn)與加緊力作用點(diǎn)相對較遠(yuǎn)，剛性不足，引起讓刀和震動，而造成R4的圓弧及直徑88毫米處外圓的表面達(dá)不到要求。在第6步加工時，因?yàn)橐约庸ち薘4的圓弧面，表面不允許劃傷，不可以再裝夾了，就算可以裝夾也會因?yàn)閯傂圆蛔愕脑蛟斐蓛?nèi)孔和斜口位表面達(dá)不到要求。因此在這兩步加工工序中要考慮如何裝夾定位的問題。三、夾具設(shè)計(jì)如何保證零件定位準(zhǔn)確、裝夾方便和加緊可靠呢？根據(jù)運(yùn)動學(xué)可知，剛體在空間的任何運(yùn)動都可看成是相對于三個互相垂直的坐標(biāo)平面，共有六種運(yùn)動合成。這六種運(yùn)動的可能性稱為六個自由度.要使工件在空間處于相對固定不變的位置，就必須限制六個自由度限制的方法，用相當(dāng)于六個支承點(diǎn)的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面接觸來限制。我根據(jù)工藝流程的分析經(jīng)過一番考慮，決定該工件采用一面兩銷的定位方案，因一面兩銷定位具有支承面大，支承鋼度好，定位精度高，裝卸工件方便等優(yōu)點(diǎn)，夾具體平面為第一定位基準(zhǔn)，限制了工件的三個自由度;圓銷為第二定位基準(zhǔn)，限制了工件的兩個自由度；另一個削邊銷為第三定位基準(zhǔn)，它和圓銷聯(lián)合限制了工件的另一個自由度，根據(jù)六點(diǎn)定位原理，在實(shí)際中我設(shè)計(jì)了如（圖二，圖三）所示夾具。在第5步用數(shù)控車床車R4弧面和直徑88毫米的外圓時，設(shè)計(jì)了如（圖二）所示的夾具:對（圖二）夾具結(jié)構(gòu)說明：1、 件1為夾具主體，材料為A3鋼板，最大直徑為100毫米的臺階型工件;2、 件2為定位銷，材料為45號鋼，直徑為4.45毫米，4個定位銷圓周均布，剛好與薄片工件上的4個直徑4.5毫米的孔對應(yīng)配合，使工件在夾具中定位及傳遞切削力；3、 件4、5、6為改裝特制后的壓板組合體，其中件4為軟膠板，直徑80毫米，厚度3毫米，件5用A3鋼板制成，直徑80毫米，厚度12毫米，件6為活動頂尖，件4與件5用強(qiáng)力黏結(jié)劑粘合，然后在與件6的活動頂尖頭聯(lián)接并在聯(lián)接處焊接固定。（圖二）零件定位裝夾方法及原理：件1夾持在數(shù)控車床的三爪卡盤上，臺階處靠卡爪，用百分表打表校正夾具體的外圓及端面，本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位，限制了三個自由度；工件3的4個直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個定位銷對正套入，一個定位銷限制了兩個自由度，對稱的一個定位銷限制另一自由度，另兩個定位銷重復(fù)限制了兩個自由度，從六點(diǎn)定位原理來看，以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位，但因?yàn)楣ぜ系母鞫ㄎ豢缀蛫A具定位銷的中心距精度很高，為了提高定位支承的穩(wěn)定性，采用了一面四銷定位，通過實(shí)踐加工證明，這樣的重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊，使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，本夾具通過壓板壓緊（尾座），使工件3得到較好的定位和夾緊。在第6步用數(shù)控車床車內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位時，設(shè)計(jì)了如（圖三）所示的夾具：對（圖三）夾具結(jié)構(gòu)說明：1、 件1為夾具的主體，用A3鋼板制成，最大直徑為200毫米，厚度為20毫米的圓餅型工件，右端面有一直徑36毫米，深為7毫米的孔（零件在鏜孔時以便鏜孔刀可以鏜通孔），左端面有一直徑170毫米，深為10毫米的孔（可用正爪撐夾）；2、 件6為定位銷，材料為45號鋼，直徑為4.45毫米，4個定位銷圓周均布；3、 件4為軟膠板，外圓直徑88毫米，內(nèi)孔直徑40毫米，厚度1毫米，件5為壓板，用A3鋼板制成，最大直徑為170毫米，厚度為12毫米，中間有一錐孔，小端直徑40毫米，大端直徑70毫米左右，件4與件5用強(qiáng)力黏結(jié)劑粘合；4、件3為螺絲（對稱兩個）中心距120毫米，用于件1夾具主體與件5壓板的聯(lián)接。（圖三）零件定位裝夾方法及原理：件1夾具主體在數(shù)控車床的三卡盤上用反爪夾持，靠卡爪臺階處，用百分表打表校正夾具體的外圓及端面，本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位，限制了三個自由度；工件2的4個直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個定位銷對正套入，一個定位銷限制了兩個自由度，對稱的一個定位銷限制另一自由度，另兩個定位銷重復(fù)限制了兩個自由度，從六點(diǎn)定位原理來看，以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位，但因?yàn)楣ぜ系母鞫ㄎ豢缀蛫A具定位銷的中心距精度很高，為了提高定位支承的穩(wěn)定性，采用了一面四銷定位，通過實(shí)踐加工證明，這樣的重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊，使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，本夾具通過螺絲將壓板連接夾具主體，用壓板壓緊，使工件2得到較好的定位和夾緊。四、刀具材料與角度（一）、粗加工R4圓弧面及直徑88毫米的外圓，采用焊接式硬質(zhì)合金90度反偏刀，刀片材料為YG8,車刀幾何角度如（圖四）所示，刀尖修磨出R0.2左右的圓弧，刃磨時要保證刀刃的鋒利。（二）、精加工R4圓弧面及直徑88毫米的外圓，采用55度金剛石刀具，無須刃磨，車刀幾何角度如（圖五）所示。

S五（三）、粗鏜內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位，采用焊接式硬質(zhì)合金鏜孔刀，刀片材料為YG8,車刀幾何角度如（圖六）所示，刀尖修磨出R0.2左右的圓弧，刃磨時要保證刀刃的鋒利。（四）、精鏜內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位，采用55度金剛石刀具，無須刃磨，車刀幾何角度如（圖七）所示五、實(shí)際操作（一） 、切削用量及走刀路線選擇外圓粗車時，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100~1200轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度F200?F350,反偏刀橫裝與刀架上，采用橫向走刀一次加工完成，留精車余量0.1?0.2毫米。外圓精車時，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100?1200轉(zhuǎn)，為取得較好的表面粗糙度選用較低的進(jìn)給速度F30?F45，采用縱向走刀一次加工完成。內(nèi)孔及斜口粗車時，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100~1200轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度F200?F350，采用橫向走刀由里向外一次加工完成，留精車余量0.1?0.2毫米。內(nèi)孔及斜口精車時，主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100?1200轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度F30?F45,采用縱向走刀由外向里一次加工完成。（二） 、零件加工時的特殊處理見（圖一）中A、B兩處的倒角去毛刺利用刀具的固有幾何形狀輕碰0.3?0.5毫米。所有刀具均無卷屑槽，切屑能順前刀面排離工件，以防切屑纏繞工件而刮傷加工表面。（三） 、加工時的注意事項(xiàng)工件要夾緊，以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀；在車削時要加注柴油潤滑冷卻，以防溫度過高燒壞刀具，使加工表面大不到要求；遵守安全文明生產(chǎn)。六、結(jié)束語通過實(shí)際加工生產(chǎn)，證明加工生產(chǎn)工藝流程、夾具設(shè)計(jì)、刀具及切削用量選用合理，減少了裝夾校正的時間，減輕了操作者的勞動強(qiáng)度，提高效率，保證了加工后零件的質(zhì)量