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閥體加工工藝與夾具設(shè)計(jì)分析

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了閥體加工工藝與夾具設(shè)計(jì)分析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

摘要:近年來我國職業(yè)教育改革的重點(diǎn)是推動(dòng)產(chǎn)教融合。作為培養(yǎng)技能性人才的直接實(shí)施者,教師要時(shí)刻提升自身的專業(yè)素養(yǎng),不斷更新專業(yè)知識。而提升專業(yè)素養(yǎng)的有效途徑便是深入到企業(yè)一線進(jìn)行定崗實(shí)踐,在這個(gè)過程中積累教學(xué)案例。本文介紹筆者在定崗實(shí)踐過程中參與的一個(gè)項(xiàng)目,具體介紹閥體零件的加工工藝,其中包括定位基準(zhǔn)分析、加工工藝的編排和夾具設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:專業(yè)素養(yǎng);定崗實(shí)踐;加工工藝;夾具設(shè)計(jì)

1閥體的工藝性分析

此閥體零件由臺階圓柱表面,R倒角圓弧,美制航空連接螺紋,內(nèi)孔等表面組成。根據(jù)技術(shù)要求,對內(nèi)部孔徑的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。兩個(gè)NPT1/2的螺紋的相互位置度較高。用常規(guī)的四爪卡盤裝夾加工不能滿足螺紋孔和活塞孔的相互位置度的要求。必須制作相應(yīng)的車夾具才能滿足圖紙的要求。此外,零件的技術(shù)要求分析時(shí)候還要注意一下幾點(diǎn):加工表面的尺寸精度要求;主要表面的形狀精度要求;主要加工表面之間的位置精度;有的零件需關(guān)注熱處理要求;其他要求,如需動(dòng)平衡、去除銳邊、毛刺,毛坯要求等。

2閥體加工的方案選擇

加工中心具有加工精度高鏜孔粗糙度小,孔相互位置度高,一次裝夾可同時(shí)加工2個(gè)孔,加工效率高的優(yōu)點(diǎn),而加工中心刀具費(fèi)用高,無法加工錐螺紋,螺紋精度不高且對操作人員要求高。四爪卡盤適合劃線打樣沖加工,零件夾緊易變形,偏心加工需增加平衡塊,且對操作人員技術(shù)要求較高,加工孔的相互位置度不能保證,加工效率較低。車夾具對操作人員技術(shù)要求不高,加工時(shí)容易觀察且螺紋加工質(zhì)量高。在加工前需對夾具本體在平衡架上進(jìn)行配重平衡處理。根據(jù)閥體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體的條件決定采用兩個(gè)十字孔加工用夾具的方案,夾具體采用彎板形式和車床的三爪卡盤相連接。工件以已經(jīng)加精基準(zhǔn)平面和孔徑定位,M20*1.5細(xì)牙螺桿頂緊,進(jìn)行配重處理后再進(jìn)行十字孔的車加工。

3加工工藝的編排

3.1毛坯材料的選擇

根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境,閥體的使用介質(zhì)為加熱至80℃的酸性介質(zhì),選用進(jìn)口PP材料。此材料無毒,耐熱性比較好,具有一定的韌性,耐化學(xué)性好。

3.2基準(zhǔn)的選擇

結(jié)合水閥閥體的圖紙技術(shù)要求,確定閥體的基準(zhǔn)如下:以pp材料棒的外圓為粗加工基準(zhǔn),加工外圓和R圓弧、1/8NPT螺紋孔;以加工過的外圓為精基準(zhǔn)準(zhǔn),加工內(nèi)孔各臺階、螺紋孔;以內(nèi)孔和平面為精基準(zhǔn),在車夾具上加工兩個(gè)十字孔;鉆模板加工平面上的1/4美制安裝螺紋孔。

3.3裝夾方案的確定

根據(jù)閥體的結(jié)構(gòu)和具體加工條件,加工外圓時(shí)擬采用三爪自定心卡盤裝夾;加工內(nèi)孔時(shí)擬采用三爪自定心卡盤裝夾;加工十字孔時(shí)擬采用專用車夾具裝夾。

4專用夾具設(shè)計(jì)

4.1機(jī)床夾具的分類

4.1.1定位元件。定位元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置,包括各種定位銷、V型鐵、小錐度芯軸等。

4.1.2夾緊裝置。夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢,并保證工件在加工過程中的正確位置不發(fā)生變化,包括各種螺桿、螺母、壓板和氣缸等。

4.1.3夾具與機(jī)床之間的連接元件。這種元件用于確定夾具對機(jī)床主軸、工作臺、或?qū)к壷g的相互位置,如各種定位鍵、連接套筒、連接法蘭等。

4.1.4對刀或?qū)蛟?。這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置,如銑床用的對刀塊、鏜床用的對刀套、鉆床用的鉆套等。4.1.5其他裝置或元件。為了適應(yīng)不同的加工工序,有的夾具上會設(shè)置分度裝置、靠模裝置和工件頂出器等。

4.2專用夾具設(shè)計(jì)

此夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備一定的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性還具備足夠的強(qiáng)度和剛度;結(jié)構(gòu)工藝性教好;排屑性能較好,在機(jī)床上安裝使用方便并穩(wěn)定可靠[1]。具體形狀尺寸如圖1所示。

4.3閥體在夾具中的定位

在加工第一個(gè)中心高為43mm十字孔,根據(jù)工件的圖紙和加工技術(shù)要求,沒有必要限制工件的全部自由度。零件安裝在車夾具體定位銷上,以一面一銷定位,一個(gè)平面限制了沿Z軸的移動(dòng),繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng),繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)圓柱銷限制了X的移動(dòng),Y的移動(dòng)兩個(gè)自由度。此夾具以共限制了X軸,Y軸,Z軸,A軸,B軸5個(gè)自由度,因?yàn)槭羌庸さ牡谝粋€(gè)孔,在圓周上的位置無任何要求,所以圍繞Z軸(零件的軸心線)的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度不必限制,只需要5點(diǎn)定位即可滿足要求。零件夾緊時(shí)用M20*15的細(xì)牙螺栓夾緊即可。在加工第二個(gè)中心高為24mm孔時(shí),需對夾具進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整:將原先的定位銷拆下來,更換定位銷,定位面增高了19mm,從而保證零件第二個(gè)孔的中心高為24mm。在已經(jīng)加工好的第一個(gè)孔里安裝一個(gè)長度為25mm的1/2NPT螺桿,起定位作用,用以限制零件圍繞Z軸(零件軸線)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而保證了兩個(gè)十字孔間的相互位置。

4.4夾具上定位銷尺寸計(jì)算

由于孔與心軸的接觸情況不同,便有不同的計(jì)算結(jié)果。如果采用過盈配合,定位沒有間隙,此時(shí)可以保證定位基準(zhǔn)的位移量為零。但由于工件夾緊后加工,由于是過盈配合,造成零件的拆裝比較麻煩,對已經(jīng)加工的零件表面會造成損傷,所以不能采用過盈配合。為了零件的安裝和拆卸方便,必須對定位銷的尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制。定位銷的尺寸計(jì)算需控制在小間隙配合。一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法,孔與定位銷的配合間隙需控制在0.025~~0.04mm之間,才能正常安裝和拆卸。根據(jù)圖紙要求,將定位銷的尺寸孔在Φ41+0.05+0.02mm。結(jié)束語本設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)適用、便于加工和調(diào)整、操作簡單省力的特點(diǎn)。實(shí)踐證明此設(shè)計(jì)可以用于實(shí)際生產(chǎn),滿足閥體的尺寸精度要求。

參考文獻(xiàn)

[1]尹相昶.閥體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)[J].加工技術(shù)與機(jī)床,2017:52-57.

[2]李樹清.多孔系閥體的車削加工工藝設(shè)計(jì)[J]工藝與檢測,2018:101-105.

作者:楊清華 單位:江蘇城市職業(yè)學(xué)院

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