一种薄壁壳体零件的夹具装置

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  摘 要 薄壁壳体零件结构形状复杂、壁薄、强度低,加工前不易装夹、加工后易于变形,精度难以保证的问题,以电机驱动端盖车序加工为例,介绍一种薄壁壳体零件夹具装置,说明其结构、操作及特点。
  关键词 薄壁壳体零件;夹具;车序
  中图分类号:TG751 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)20-0226-01
  薄壁壳体零件结构具有形状复杂、壁薄、强度低等特点,其内部用于安装零部件的装配表面或用于加工的定位表面,加工精度要求较高。针对薄壁壳体零件尺寸精度、形状精度、位置精度要求高,而零件刚性差、加工过程中残余应力及加工变形难于控制的具体问题,本文以电机驱动端盖车序加工为例,介绍一种通用性较强的夹具装置,以解决生产中的问题。
  1 装夹方案
  图1为电机驱动端盖,材料为ZL104,毛坯采用精密铸造完成。该零件沿轴向有多个凸台,相比较,零件沿轴向刚度较好,故采用轴向夹紧。零件有回转轴线,故以其内孔作径向定位基准;以凸台平面作轴向定位基准;以挡块限制工件旋转自由度。为避免零件轴向定位产生干涉,夹具安装后采用自体车削加工以消除轴向定位干涉;为保证夹紧力均匀,减小加工后的残余应力,正确选择夹紧元件的夹紧位置,同时对夹紧表面进行精磨处理。
  图1 电机驱动端盖
  2 结构组成
  图2为薄壁壳体零件车序夹具装配图。由图可知,该夹具装置由四部分组成:动力部分、连接部分、夹具部分和附属部分。动力部分主要是回转气缸2,它提供动力(也可采用其他动力源);连接部分主要由过渡盘4、拉杆7、连接螺钉8等组成;夹具部分主要由推杆9、导套10、垫圈11、螺母12、连接板13、铰链14、夹具体15、卡盘16、弹簧17、导柱18、卡爪杆19、卡爪压块20、螺钉21、圆柱销22、定位块23等组成;附属部分主要包括进排气管、脚踏装置等。
  1—导气头 2—回转气缸 3—活塞杆 4—过渡盘 5—螺钉 6—CNC主轴 7—拉杆8—连接螺栓 9—推杆 10—导套 11—垫圈 12—螺母
  13—连接板 14—铰链 15—夹具体 16—卡盘 17—弹簧 18—导柱 19—卡爪杆 20—卡爪压块 21—螺钉 22—圆柱销 23—定位块
  24—挡块
  图2 电机驱动端盖车序夹具装配图
  导气头1外接管路,工作时固定不动。回转气缸2与过渡盘4用螺栓连接,过渡盘与CNC主轴6用螺纹连接,并用螺钉5防松。工作时回转气缸、过渡盘由CNC主轴带动回转。活塞杆3与拉杆7用螺纹连接,拉杆7与推杆9用连接螺栓8连接,它们作往复直线运动。推杆与连接板13通过垫圈11和螺母12连接。在连接板上装有4个导柱18和4个卡爪杆19,卡爪杆端部装有卡爪压块20,组成卡爪;卡爪与连接板通过铰链14连接,卡爪可以绕铰接点转动;在导柱与卡盘16之间装有弹簧17,保证了连接板往复直线运动。在卡盘16上装有1个圆柱销22和4个定位块23,分别用于零件的径向和轴向定位;挡块24限制工件旋转自由度。夹具安装后自体车削加工定位块23表面,以消除轴向过定位;卡爪压块的夹紧表面安装前要精磨处理。
  3 操作过程
  操作时,脚踩气动装置脚踏板,压缩空气推动活塞杆3右移,拉杆7推动推杆9沿导套右移,带动连接板13右移,连接板与卡爪通过铰链连接,由于导柱18的作用,卡爪右移,且绕铰链14旋转,使卡爪张开,此时装卸工件。松开脚踏板,动作过程相反,卡爪回位,压紧工件。
  4 夹具特点
  该夹具设计精巧、结构简单、装夹便捷、夹紧可靠,生产成本低、生产效率高、产品质量稳定,适于批量生产。其经济效益显著,具有普适性。
  5 结束语
  该夹具装置提供了薄壁壳体零件加工一般装夹方案:利用工件刚性最好的部位进行定位和夹紧;通过定位块安装后自体加工解决定位表面的过定位问题;通过正确选择夹紧元件夹紧作用点,以及对夹紧表面进行精磨处理,解决夹紧力不均产生内应力问题。该方案具有一定的现實意义和经济价值。
  参考文献
  [1]赵显日.机械制造技术基础[M].北京:中国电力出版社,2014.
  [2]吴拓.机床夹具设计手册[M].北京:化学工业出版社,2010.
  作者简介
  赵显日(1966-),女,辽宁凤城人,辽宁石化职业技术学院机械技术系副教授,硕士学位,研究方向:机械设计与
  制造。
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