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薄壁飞轮壳工件,也可以做快换夹具

2020-01-02 11:51
夹具侠
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薄壁飞轮壳工件,也可以做快换夹具

飞轮壳是发动机的一个关键部件,通过齿轮室面一侧与发动机相连接,通过盆口一侧与变速器连接,这样就实现发动机与变速器的有效联接,通过它的变化,同样的发动机可以搭载于不同的汽车,飞轮壳形体复杂,具有多孔系,薄壁,形似盆状。

薄壁飞轮壳工件,也可以做快换夹具

图1

铸件加工主要包括与齿轮室配合平面及其孔系、盆口及盆口一侧孔系、盆状结构周边平面及其孔系。由于工件个体尺寸偏大,未注壁厚6mm,工件的刚性差,加工时易变形,属难加工零件,因此飞轮壳加工具有严格的精度要求。

飞轮壳的制造过程

以球铁飞轮壳,金属型铸造为例,铸造后进行人工时效处理、抛丸及表面涂装处理,进入机械加工程序。由于飞轮壳的品种多,所以合理设计夹具,确保夹具的通用性是必须的,或者尽可能缩短夹具切换所需时间。

薄壁飞轮壳工件,也可以做快换夹具

上表是一条飞轮壳生产线的工艺流程,从OP24工序开始,飞轮壳的机加工进入精加工阶段,不同规格的产品在该工序开始出现夹具切换问题,相对OP24以后工序,OP24工序作业时工装切换相对简单。在OP25~OP28工序,机加工使用的精基准是OP24工序完成加工的B面(与齿轮室结合面)及两销轴孔。

飞轮壳加工快速切换夹具

在对所有在产铁质飞轮壳的销轴孔与曲轴孔的关系汇总分析后,设计飞轮壳加工时快速切换的夹具,夹具结构如图2所示。

薄壁飞轮壳工件,也可以做快换夹具

图2 飞轮壳加工时快速切换的夹具

1.底板 2.定位销座 3.圆柱定位销

4.基面保护块 5.菱形定位销 6.压紧支撑块

7、9、13.内六角螺钉 8.工件

10.销 11.衬套 12.法兰螺套

夹具的本体是底板,夹具上其他零、部件都直接或间接安装在底板上,底板上设计有多组过钉孔(带沉孔)及一个中心孔,用来与机床工作台进行定位、联接。

定位销座的设计

定位销座是用来确定飞轮壳在底板上的具体位置的,它通过衬套、销及内六角圆柱头螺钉与底板进行联接,结构如图3所示。

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图3 定位销座、底板联接

1.底板 2.定位销座 3.衬套

4.定位销 5.销 6.内六角螺钉

定位销座上面装配有3组衬套,衬套穿过定位销座,其下端伸入底板内,夹具作业时,只有1组衬套内装定位销。

压紧机构的设计

底板上设有多组压紧机构,压紧机构包括压紧于飞轮壳盆底上表面的内六角圆柱头螺钉6、压紧支撑块及法兰螺套,压紧支撑块安装于底板上面,用于支撑工件,法兰螺套安装于底板下面,主要作用是间接完成压紧螺钉与底板之间的联接。

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图4 压紧系统结构

1.底板 2.法兰螺套

3/4/6.内六角圆柱头螺钉 5.压紧支撑块

作业时,压紧螺栓穿过工件(飞轮壳盆底过钉孔)、压紧支撑块,之后,螺钉下端经法兰螺套螺纹联接于底板,完成对工件的压紧。

定位销与压紧块的设计

定位销保留了普通圆柱定位销、菱形定位销的结构,同时在对工件工艺孔定位的一端增加了1个螺纹孔,用于定位销与拔销器之间的联接。

薄壁飞轮壳工件,也可以做快换夹具

图5 定位销结构图

当一种规格飞轮壳生产任务在加工结束后,需要更换另一种时,可能涉及调整定位销及其位置,调整时只需将拔销器前端螺纹旋入定位销上部中心螺孔内,下压拔销器压杆,将定位销从衬套内拔出。

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图6 拔销器、定位销工作原理

压紧支撑块用于支撑飞轮壳,该位置也是作业时飞轮壳的压紧点,其轴心有1个过钉孔,用于压紧螺钉的穿过;基面保护块直径与压紧支撑块相同,高度比压紧支撑块要低,但与定位销座高度一致,其主要作用是保护作业过程中底板上各个定位支撑点不受损。

夹具的使用过程

夹具在立式车床中使用时,使用底板的中心孔定位;在立式加工中心中使用时,夹具会沿图2中的虚线进行设计、裁切,并将它作为找正夹具的基准之一;在卧式加工中心上使用时,底板中心孔及虚线裁切面均是夹具找正的基准。

使用时,先检查要作业的飞轮壳的型号、销轴孔相对位置尺寸属于3组尺寸中的哪一组,如果飞轮壳的工艺孔相对位置与工装此时的定位销的位置相符,则可以启动加工程序。

夹具的快速更换方法

在加工完某系列飞轮壳,需要更换另一系列飞轮壳进行加工时,可将拔销器旋入本工装的定位销的上端中心螺孔内,逐一卸掉不需要(以及可能与飞轮壳位置干涉)的定位销,并将其安装在待加工的飞轮壳的定位销衬套内,即可完成飞轮壳的加工定位点的切换。然后,将不需用的压紧支撑块卸掉,更换至待加工的飞轮壳的支撑位置,便可完成飞轮壳的支撑压紧点的切换,从而完成不同系列飞轮壳的装夹、定位位置及部件的切换,从而满足不同系列飞轮壳的加工需求。

薄壁飞轮壳工件,也可以做快换夹具

该模块化设计通过可快速更换至不同位置的压紧支撑块、可快速更换至不同位置的定位销,实现了不同系列飞轮壳在加工时的定位点、支撑压紧点的快速换位,使得在不更换夹具主体部件的情况下,满足了不同系列飞轮壳的在加工中的快速切换需求。

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出品 | 夹具侠

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