細(xì)長軸多角位鍵槽加工夾具設(shè)計

細(xì)長軸多角位鍵槽加工夾具設(shè)計

在產(chǎn)品加工過程中，經(jīng)常會遇到一些細(xì)長軸類零件，根據(jù)設(shè)計要求加工多個鍵槽，這些鍵槽尺寸、幾何公差要求較嚴(yán)，各鍵槽間、鍵槽與定位基準(zhǔn)孔間有著較嚴(yán)的角位要求，用普通的劃線方法難以保證。同時細(xì)長軸類零件剛性差，裝夾后零件易變形，裝夾困難， 在分度頭上無法裝夾，由于分度頭也存在一定的定位及傳動間隙，對于一些精度較高的零件，難以保證加工要求。通常此類零件加工需要在一些專用數(shù)控機(jī)床上加工，在批量不大的情況下，專門購買設(shè)備加工會使加工成本提高，經(jīng)濟(jì)效益降低。為此，通過設(shè)計應(yīng)用專用夾具，可在普通銑床上實(shí)現(xiàn)此類零件的加工，降低制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

零件技術(shù)難點(diǎn)分析

以某柴油機(jī)凸輪軸為例，該零件總長為2 452mm，直徑為125m5， 長徑比達(dá)到19.6，屬細(xì)長軸類零件。零件要求在外圓上加工6個鍵槽，鍵槽寬度尺寸為32p9，鍵槽間存在一定夾角，各鍵槽間角度偏差要求不大于±15′，并與裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′，相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1　某柴油機(jī)凸輪軸結(jié)構(gòu)簡圖

由以上結(jié)構(gòu)分析可知該零件鍵槽加工過程中存在以下技術(shù)難點(diǎn)：①鍵槽間的角度偏差±15′及與裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′要求較高，利用一般的對線、分度頭等加工方法難以保證。②鍵槽相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm，由于零件屬細(xì)長軸，剛性裝夾過程存在裝夾變形，難以保證。

通過進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和加工工藝方案研究，結(jié)合加工設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計了角位分度夾具、零件定位夾具和對刀塊等夾具，保證了零件的技術(shù)要求。

夾具設(shè)計

角位分度夾具。為了保證零件鍵槽間及與裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7的角度偏差，設(shè)計的角位分度夾具，結(jié)構(gòu)如圖2所示。該工裝通過菱形定位銷，以零件的一端定位凸臺及裝配基準(zhǔn)孔φ 10H7為基準(zhǔn)定位，根據(jù)零件的角度，設(shè)計了銑鍵槽的六方分度盤，分度盤各六方面間角度為60°±2′，在加工零件鍵槽過程中，通過螺栓、墊圈和螺母將零件與六方分度盤緊固在一起，機(jī)床主軸始終保持水平不動，通過旋轉(zhuǎn)找正六方分度盤上的六個平面在水平方向跳度不大于0.03mm，保證零件的旋轉(zhuǎn)定位，從而保證各鍵槽間的角度公差要求。

圖2　角位分度夾具

1.六方分度盤 2.螺栓 3.墊圈 4.螺母 5.菱形定位銷

定位夾具（見圖3）。由于該零件為細(xì)長軸，剛性較差，零件由于自重易發(fā)生自然彎曲，影響鍵槽加工精度。為此設(shè)計了V形塊來解決該問題。在零件加工過程中根據(jù)零件長度選擇合理的V形塊的數(shù)量，加工時通過找正樣棒，先將V形塊中心找正在一條直線上，使各V形塊中心偏差不大于0.015mm，找正后壓緊V形塊。然后再將零件裝夾到V形塊上，通過壓板壓緊零件，實(shí)現(xiàn)零件的裝夾。

圖3　定位夾具

1.壓板 2.樣棒 3.V形塊

銑鍵槽對刀塊（見圖4）。在零件加工過程中，為了提高加工效率，降低加工難度，設(shè)計了銑鍵槽對刀塊，保證鍵槽的對稱度要求。加工過程中將兩個鉸接在一起的V形塊裝夾在零件外圓上，找平對刀面后，將鍵槽銑刀裝入主軸，通過塞尺校驗，保證鍵槽銑刀中心與對刀槽中心重合偏差不大于0.01mm，從而保證加工出的鍵槽對稱度偏差滿足設(shè)計要求。

圖4　銑鍵槽對刀塊

加工方法

在加工過程中，首先找正定位夾具的各V形塊中心，偏差不大于0.015mm。壓緊V形塊后，裝夾零件，檢查零件側(cè)母線，確保零件未發(fā)生彎曲變形。利用銑鍵槽對刀塊調(diào)整機(jī)床主軸使之與φ 125m5外圓軸線同心。然后將分度夾具裝夾在零件法蘭盤端，并用零件的φ 65h6及φ 10H7銷孔定位， 找平六方分度盤上的平面，要求100mm內(nèi)跳動差不大于0.05mm，壓緊零件后銑鍵槽（見圖1，6個鍵槽自左至右依次排序①～⑥）①、②，松開零件，工件旋轉(zhuǎn)60°，找平六方分度盤，壓緊零件，對正機(jī)床主軸與零件主軸后，銑鍵槽④，隨后按以上步驟依次加工鍵槽③⑤⑥。按以上加工步驟加工完零件后，經(jīng)過檢驗零件完全滿足設(shè)計要求。

結(jié)語

通過設(shè)計、應(yīng)用專用的工裝夾具，可在普通鍵槽銑床上實(shí)現(xiàn)大型細(xì)長軸零件多角位鍵槽的精密加工，在保證零件加工精度的前提下，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高加工效率。應(yīng)用前景較好，可推廣。

CNC加工中順銑逆襲和左右補(bǔ)刀G41G42？

CNC加工中順銑逆襲和左右補(bǔ)刀G41G42？

什么是順銑?什么是逆襲？什么是左刀補(bǔ)G41?什么是右刀補(bǔ)G42?它們之間存在什么樣的聯(lián)系呢？可能有人會說這是兩個概念，沒什么相關(guān)；也有人對此存在一絲糾結(jié)或疑惑，本文就把這個問題解說清楚。在數(shù)控加工中，有許多經(jīng)歷公式、經(jīng)歷口訣之類，不可否認(rèn)從業(yè)者通過銖積寸累的經(jīng)歷總結(jié)，在本工作崗位上探究或總結(jié)出自己的一套經(jīng)歷技能，畢竟實(shí)踐出真知，但部分人員往往說不出來原因來。所以本人始終認(rèn)為能把簡單的問題解說、羅列和總結(jié)十分清楚的，才是真懂！順銑和逆襲如圖所示，淺顯地講：逆銑可比擬為上山，順銑好比是下山，一個往前拉，一個往后拽；或者說順銑發(fā)生的切屑厚度由大變小，逆銑發(fā)生的切屑厚度由小變大。從功耗講，優(yōu)先選用順銑；從刀具磨損方面講，也是優(yōu)先選用順銑。而刀具補(bǔ)償左刀補(bǔ)G41、右刀補(bǔ)G42的界說如圖所示關(guān)于刀補(bǔ)效果，一般可認(rèn)為：數(shù)銑編程時，按編程軌跡坐標(biāo)編寫程序即可或者說直接按照零件圖紙尺寸進(jìn)行編程，不需要考慮刀具的中心軌跡。淺顯講就像開車去陌，跟著導(dǎo)航走就能到達(dá)目的地是相同的。在前面咱們說了，在數(shù)銑加工中盡可能選用順銑，那么在加工中該如何表現(xiàn)順銑呢？因為在數(shù)銑加工中，要么選用G41,要么選用G42。在處理這個問題前，要知道兩個知識點(diǎn)：其一，銑床主軸M03正轉(zhuǎn)是順時針;其二，刀具是相對停止工件而運(yùn)動的。如圖所示，在前面咱們說了順銑好比是下山，刀具要拉著工件走，但實(shí)際上，工件是移動的，刀具是停止的，如果咱們在加工外歸納選用G41，那么刀具移動的方向正好是與工件移動的方向是相反的，或者說刀具是拉著工件移動的，你考慮下是不是？同樣在加工內(nèi)歸納的時分也要選用順銑的話，就必須選用G42了。因而，一句話歸納：在數(shù)控銑削中，大部分情況下（除工件外表硬皮，斷續(xù)銑削等），如果加工外歸納選用G41,加工內(nèi)歸納選用G42,則加工辦法一定是順銑！

模具種類

金屬沖壓模具：連續(xù)模、單沖模、復(fù)合模、拉伸模

塑膠成型模：注塑模、擠塑模、吸塑模

壓鑄模具

鍛造模具

粉末冶金模具

橡膠模具

模具加工流程

開料：前模料、后模模料、鑲件料、行位料、斜頂料。

開框：前模?？?、后模模框。

開粗：前模模腔開粗、后模模腔開粗、分模線開粗。

銅公：前模銅公、后模銅公、分模線清角銅公。

線切割：鑲件分模線、銅公、斜頂枕位。

電腦鑼：精鑼分模線、精鑼后模模芯。

電火花：前模粗、銅公、公模線清角、后模骨位、枕位。

鉆孔、、頂針；模具頂水路孔加工行位、行位壓極。

斜頂、復(fù)頂針、配頂針。

根本特色

1.加工精度要求高：一副模具一般是由凹模、凸模和模架組成，有些還或許是多件拼合模塊。于是上、下模的組合，鑲塊與型腔的組合，模塊之間的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往達(dá)μm級。

2. 形面雜亂：有些產(chǎn)品如轎車覆蓋件、飛機(jī)零件、玩具、家用電器，其形狀的表面是由多種曲面組合而成，因而，模具型腔面就很雜亂。有些曲面必須用數(shù)學(xué)計算方法進(jìn)行處理。

3. 批量小 ：模具的出產(chǎn)不是大批量成批出產(chǎn)，在很多情況下往往只出產(chǎn)一付。

4.工序多 ：模具加工中總要用到銑、鏜、鉆、鉸和攻螺紋等多種工序。

5.重復(fù)性投產(chǎn)模具的運(yùn)用是有壽數(shù)的：當(dāng)一付模具的運(yùn)用超越其壽數(shù)時，就要更換新的模具，所以模具的出產(chǎn)往往有重復(fù)性。

6.仿形加工模具出產(chǎn)中有時既沒有圖樣，也沒有數(shù)據(jù)，并且要根據(jù)實(shí)物進(jìn)行仿形加工。這就要求拷貝精度高，不變形。

7.模具資料優(yōu)異，硬度高模具的主要資料多采用合金鋼制造，特別是高壽數(shù)的模具，常采用Crl2、CrWMn等萊氏體鋼制造。

根據(jù)上述諸多特色，在選用機(jī)床上要盡或許滿意加工要求，如數(shù)控系統(tǒng)的功用要強(qiáng)、機(jī)床精度要高、剛性要好、熱穩(wěn)定性要好、具有仿形功用等。

加工工藝流程

1.底面加工，加工量保證。

2.鑄件毛坯基準(zhǔn)找正，2D、3D型面余量查看。

3.2D、3D型面粗加工，非裝置非工作平面加工。

4.半精加工前，側(cè)基準(zhǔn)面的找正確保精度。

5.半精加工2D、3D型面，精加工各類裝置工作面，半精加工各類導(dǎo)向面、導(dǎo)向孔，留余量精加工工藝基準(zhǔn)孔及高度基準(zhǔn)面，并記載數(shù)據(jù)。

6.檢驗復(fù)查加工精度。

7.鉗工鑲作工序。

8.精加工前，工藝基準(zhǔn)孔基準(zhǔn)面找正，鑲塊余量查看。

9.精加工型面2D、3D，側(cè)沖型面及孔位，精加工工藝基準(zhǔn)孔及高度基準(zhǔn)，精加工導(dǎo)向面及導(dǎo)向孔。

10.檢驗復(fù)查加工精度。

注意事項

1.工藝編制簡明、表達(dá)詳細(xì)，加工內(nèi)容盡量數(shù)值化表達(dá)。

2.加工重點(diǎn)難點(diǎn)處，工藝要特別強(qiáng)調(diào)。

3.需要組合加工處，工藝表達(dá)清楚。

4.鑲塊需獨(dú)自加工時，注意加工精度的工藝要求注明。

5.組合加工后，需獨(dú)自加工的鑲塊零件，組合加工時工藝裝置獨(dú)自加工的基準(zhǔn)要求。

6. 模具加工中繃簧是簡單損壞的，所以要挑選疲勞壽數(shù)長的模具繃簧。

國外企業(yè)更側(cè)重于對品牌的保護(hù)，尤其是那些有著百年歷史的聞名外企，他們在成立伊始，并不苛求銷售贏利的多少，而是把企業(yè)發(fā)展要點(diǎn)，放在了品牌建設(shè)上。他們向客戶宣傳產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品怎么進(jìn)步出產(chǎn)功率，以及能為客戶降低多少出產(chǎn)成本，這種注重品牌的宣傳策略一開始就為企業(yè)的發(fā)展奠定了良好的根底。

國內(nèi)企業(yè)則正好相反，他們著重以低價招引客戶，注重眼前利益，大打價格戰(zhàn)，導(dǎo)致了刀具商場競爭，而過低的價格，使得產(chǎn)品質(zhì)量無法保證，終究客戶對國產(chǎn)圓刀片失去了決心。下面是中國品牌分切圓刀片的首要細(xì)分商場：

（1）、汽車職業(yè)汽車職業(yè)的加工特點(diǎn)一是大批量、流水線出產(chǎn)，二是加工條件相對比較固定。為了優(yōu)化出產(chǎn)，進(jìn)步質(zhì)量和功率恒力機(jī)械，汽車職業(yè)對刀具的加工功率和運(yùn)用壽命提出了十分苛刻的要求。一起，由于選用流水線作業(yè)，為了避免因換刀片導(dǎo)致整條出產(chǎn)線的停機(jī)、造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以通常選用強(qiáng)制性的統(tǒng)一換刀的方法。這對刀具質(zhì)量的穩(wěn)定性也提出了獨(dú)衣無二的高要求。

（2）、航空航天職業(yè)航空航天業(yè)的加工特點(diǎn)一是加工精度要求高，二是材料難加工。該職業(yè)所加工的零部件材料大多為耐性和強(qiáng)度都十分高的高溫合金和鎳鈦合金（如INCONEL718等），使得硬質(zhì)合金圓刀片大有用武之地。

（3）、大型渦輪機(jī)、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及柴油機(jī)出產(chǎn)企業(yè)這些企業(yè)所要加工的零件大多體積龐大、價值昂貴，在加工時，保證被加工零件的精度和少出廢品是至關(guān)重要的，所以在這些職業(yè)里也經(jīng)常選用鎢鋼圓刀片。

（4）、運(yùn)用數(shù)控機(jī)床較多的企業(yè)俗話說“好馬配好鞍”，為了進(jìn)步加工功率和產(chǎn)品質(zhì)量，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用功率，往往選用硬質(zhì)合金圓刀片更易達(dá)到預(yù)期的作用。

（5）、外資企業(yè)在這些企業(yè)中，往往更注重出產(chǎn)功率和質(zhì)量的保證。由于外資企業(yè)的設(shè)備許多是引進(jìn)國外的機(jī)床和設(shè)備，選用其進(jìn)口國的圓刀片也是瓜熟蒂落的事。除此之外，還有許多其它職業(yè)，如模具職業(yè)、軍公企業(yè)等使用硬質(zhì)合金圓刀片也都十分普遍。