在葉片類工件的加工過程中,其磨削加工是利用緩進(jìn)磨床進(jìn)行的,其定位方式可分為兩大類: 一是利用葉型M 點(diǎn)( 圖1) 進(jìn)行定位夾緊; 二是利用葉身型面及平面進(jìn)行組合定位。此類工件在加工中,精度要求較高,一般通過首件磨削計(jì)量合格后進(jìn)行批量加工。在工件加工過程中,加工精度難以保證,易使工件產(chǎn)生松動(dòng)和定位不穩(wěn)定。
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圖1 改進(jìn)前工件工藝定位方案
' b: I% R+ g1 `# [# Q& } 一、問題分析與解決方案確定1.原有工藝定位、夾緊特點(diǎn)分析 (1)工件為空間變截面葉片,葉身型面形狀完全是通過理論數(shù)據(jù)靠加工保證。 (2)工件原有定位是靠兩個(gè)單一型面進(jìn)行定位,并且在相應(yīng)部位的葉背型面進(jìn)行壓緊。 (3)原有夾具結(jié)構(gòu)封閉,壓緊機(jī)構(gòu)不便利,并且壓緊采用聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu),造成壓緊狀態(tài)不穩(wěn)定。
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2.葉片的型面加工特點(diǎn)分析 (1)葉片的葉身型面和葉背型面在加工中心上加工所得,型面誤差為0.05mm,而實(shí)際上工件的型面誤差遠(yuǎn)比0.05mm要大,這就給夾具定位造成了一定的誤差。 (2)原有的工序定位基準(zhǔn)不是很穩(wěn)定,要想定位穩(wěn)定可靠,就要有很好的基準(zhǔn)面,現(xiàn)在是靠兩個(gè)型面的截面進(jìn)行定位。要知道理想的截面就是沒有厚度的面,而我們的定位塊體和壓緊塊體無論如何也不能做成很薄,要考慮強(qiáng)度和耐用度,這里又存在定位誤差。另外定位型面和壓緊型面還存在加工誤差,綜合各種因素產(chǎn)生可定位型面和壓緊型面在加工過程中不能很好地吻合。
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圖2 改進(jìn)后工件工藝定位方案 + M0 f# {# a) [4 y7 j
(3)原有壓緊采用杠桿式聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu),單獨(dú)壓緊由于制造、空間限制等原因帶來了很多不便,單獨(dú)壓緊還會(huì)產(chǎn)生工件翹起現(xiàn)象,進(jìn)而造成定位不穩(wěn),影響加工。通過對(duì)問題存在的根源分析,決定改進(jìn)原有工序的定位基準(zhǔn)和壓緊面。改進(jìn)后的工序圖如圖2所示。 在新的工藝基準(zhǔn)的情況下對(duì)葉身葉片型面的加工精度加以控制、提高,以此為基礎(chǔ)改進(jìn)了夾具的結(jié)構(gòu),進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),夾具結(jié)構(gòu)見圖3。
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圖3 改進(jìn)后夾具結(jié)構(gòu)簡圖
* ^) _9 h! n' q9 w- s9 X 二、改進(jìn)后的工裝夾具的特點(diǎn)5 d& d }' L" ]8 _; d
1.定位采用平面定位與葉身型面VI-VI 截面相結(jié)合作為主定位,葉片尾部工藝臺(tái)側(cè)面作角向定位,限制了各方向的扭轉(zhuǎn),榫頭處用活動(dòng)式定位銷限制軸向移動(dòng),定位銷加工成尖點(diǎn)小尺寸R形結(jié)構(gòu),力求與工藝要求的理論M點(diǎn)相一致,以保證與定位截面的尺寸。 7 g& u; V0 I5 c0 q
2.葉身型面定位塊采用可以上下進(jìn)行微量調(diào)整的結(jié)構(gòu),加工時(shí)如果定位型面偏離理論型面過多,可以通過調(diào)整底座上的螺釘使定位件上移,來保證定位的可靠性。定位塊采用機(jī)械綜合性能較好的軸承鋼GCr15,硬度53~ 58HRC,型面數(shù)據(jù)按葉片機(jī)加余量和產(chǎn)品工件圖的截面數(shù)據(jù)給定,型面偏差與葉片型面偏差一致。型面定位塊的結(jié)構(gòu)如圖4所示。 , N2 G# }& {/ w+ p
圖4 型面定位塊結(jié)構(gòu)3.壓緊機(jī)構(gòu)改變?cè)瓉淼膬山孛娣謩e壓緊的方式,采用一個(gè)普通壓板進(jìn)行的螺紋式壓緊結(jié)構(gòu),在型面定位塊的相應(yīng)葉背型面處壓緊,壓塊與壓板做成分體式結(jié)構(gòu),便于使用時(shí)按葉片實(shí)際進(jìn)行修正型面; 壓塊采用H62材料防止工件壓傷,這樣可以一次性壓緊葉片,防止了壓緊過程中的松動(dòng),壓塊結(jié)構(gòu)形式見圖5。 圖5 壓塊結(jié)構(gòu)圖4.改變了原有的封閉式結(jié)構(gòu),做成兩個(gè)支承塊,保證兩面到工藝點(diǎn)的距離的精度和兩支承塊底面的高度一致性,從而保證夾具在加工中的翻面使用,不用過大地調(diào)整機(jī)床砂輪的行程,改善了原有的操作不便的現(xiàn)象。 三、葉片加工其他定位夾緊方式夾具應(yīng)用在葉片的加工中,加工方法和定位方式有多種,采用葉片本身的平面基準(zhǔn)及葉身型面組合定位、利用方箱澆注低熔點(diǎn)合金進(jìn)行葉片定位加工的方法最為常用(如圖6、圖7所示)。 圖6 利用方箱定位加工
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圖7 利用平面定位加工
& m: ]# C1 F$ d) D. ?( w7 y( e% H 四、結(jié)語# v& [: |; s7 N' [2 `3 a
通過以上分析可知,對(duì)葉片緩進(jìn)磨削夾具的結(jié)構(gòu)、葉片磨削加工中夾具定位及夾緊方式進(jìn)行改進(jìn),可以改善工件定位、裝夾狀態(tài),充分利用平面工藝基準(zhǔn)進(jìn)行定位,保證工件在加工過程中不產(chǎn)生位置變化,定位可靠,從而保證工件的加工精度。
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