大批量小型結構件加工方案

大批量小型結構件加工方案

前 言

專用機床或自動化加工設備實現零件多工序加工,通常採用迴轉工作臺(即轉檯)結構形式,轉檯上根據加工工序的要求佈置多個夾具,轉檯每個工序夾具外側的固定工作臺上相應佈置有零件和各工序的加工設備。一個工序加工完成後,夾具及零件跟隨轉檯轉至下一個工序,轉檯最後一個工位是裝卸工位(取下加工好的零件,同時放上未加工零件)。

對於特別的加工工序要求,例如迴轉體零件磨削、外表拋光處理,零件需要在夾具的帶動下旋轉,這樣零件及夾具除了跟隨轉檯轉動外(公轉)外還有自轉。

一、一種多工位自旋轉夾具控制裝置

1.結構介紹

多工位自旋轉夾具控制裝置構如圖2所示。其中左邊視圖表示轉檯上某一工位夾具處於夾緊、自旋轉的工作狀態,右邊視圖表示某一工位夾具處於停止自轉、夾具鬆開的裝置卸工位狀態。

如圖2所示:定子由螺釘固定在固定工作臺上,轉子由螺釘固定在迴轉工作臺上,定子和轉子之間有軸承,中空的定子下方連接總進氣管,中空的轉子根據轉檯夾具工位數分出多個出氣口,並和各夾具的閥座之間用氣管和接頭聯通起來。

夾具17(氣動三爪卡盤)通過螺釘固定在閥體上,閥體與主軸通過螺紋連接並緊為一體,主軸通過主軸軸承、齒形帯輪及鎖緊螺母安裝在閥座上、其中主軸與齒形帯輪通過鍵連接在一起,閥座用螺釘固定在迴轉工作臺上。這樣,齒形皮帶帶動齒形帯輪、主軸、閥體、夾具17及零件一起旋轉。頂杆在主軸中間的孔內滑動。

在閥芯上方與閥體內孔的頂面之間裝有使閥芯復位的彈簧。凸臺用螺釘及定位銷安裝在固定工作臺上,其具體位置在轉檯夾具裝夾那個工位下方,凸臺順著頂杆運動軌跡有上、下兩個斜坡,中間有一段平面,平面長度控制夾具17鬆開時間。

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圖2 夾具結構示意圖

2 工作原理

如圖2左邊視圖所示:工件及夾具在齒形皮帶的驅動下不停地轉動,而主軸內孔的頂杆處於自由狀態,閥芯在彈簧的作用下處於下方位置。此時,壓縮空氣經由定子和轉子及氣管和接頭進入閥座,再經由主軸內孔及閥芯的中間環腔到達工作口A,控制夾具夾緊零件;而夾具另一端排出的壓縮空氣由工作口B進入閥體,經由閥芯最上面的環型腔通到排氣口C排出閥體。

如圖2右邊視圖所示:齒形帯輪與齒形皮帶脫離齧合,工件及夾具停止自轉,頂杆處於工作狀態,即頂杆被凸臺頂起,閥芯在頂杆的作用下克服彈簧的壓力被頂到上方位置。此時,壓縮空氣經由定子和轉子及氣管和接頭進入閥座,再經由主軸內孔及閥芯的中間環腔到達工作口B,控制夾具鬆開;而夾具17另一端排出的壓縮空氣由工作口A進入閥體,經由閥芯最下面的環型腔通到排氣口D排出閥體。

二、四工位自動松夾夾具

在小型結構件加工的應用

1.設計發展前景

四工位自動松夾夾具特別適用於像羊角銷這類小型結構件的加工,通過迴轉臺進行工位轉換,在加工工位和裝卸工位轉換時油缸實現自動松夾,使每件的加工時間由原來的1 min/件提高到0.108 min/件,每個工位可以裝夾四個工件,三個加工工位能同時完成三道不同工序的加工,裝卸工位可以不間斷的裝卸工件,實現機床使用的連續性。

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圖3 夾具主視圖與俯視圖

2.結構組成及原理

如圖3所示,通過底板1與數控迴轉臺固定連接,然後由四根立柱2將底板1與上蓋3連接在一起,底板1上有V型支撐11,彈簧片12和支架13,在上蓋3上安裝有四個油缸6,分別為四個工位提供松夾動力源,活塞桿7上安裝壓板8和兩個壓塊9,壓板8與壓塊9通過導向套5和導杆4實現準確夾緊工件,在支架13上安裝有頂杆10,當壓塊9在壓緊零件的同時,會藉助彈簧片12的彈力作用,使零件在軸向上頂緊頂杆10來保證工件的軸向位置正確。兩件撥杆16安裝在配油軸14上,跟機床防護固定,不作旋轉動作。

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圖4 鬆緊轉換機構詳圖

如圖4所示,配油軸14上有兩對螺孔分別與液壓站上的兩組閥連接,給本夾具提供動力源,配油套15上呈90°方向分佈著四對螺紋分別與其對應的夾緊油缸6連接,配油套15與夾具上蓋3連接在一起隨數控迴轉臺作90°旋轉動作,通過配油軸14和配油套15的相對旋轉實現加工工位與裝卸工位的油缸松夾自動轉換,無論哪個方向的油缸隨轉檯轉到裝卸工位時都自動鬆開,當離開裝卸工位時自動夾緊。

結 語

多工位夾具在機床加工中具有可以減少輔助時間,提高加工效率的特點。

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