小直徑塑料軸承內(nèi)擋圈數(shù)控車床夾具的改進(jìn)

特瑞堡密封系統(tǒng)（中國）有限公司 （上海 201108） 馮培曄

1. 零件分析

圖1 所示為我公司生產(chǎn)的軸承內(nèi)擋圈，材料為POM（聚甲醛）。內(nèi)六角孔的尺寸為5.61～5.5mm。材料壁較薄且為工程塑料，在加工R2.01mm的溝槽時會因車削力造成工件的變形。

圖 1

2. 夾具設(shè)計(jì)過程

（1）工件外徑夾緊方式：由于工件高度較小， 采用外徑夾緊方式易造成工件的變形且對刀具產(chǎn)生干涉。采用工件外徑夾緊方式是不可行的。

圖 2

（2）采用工件內(nèi)徑內(nèi)撐方式成為必然的選擇。初始的內(nèi)徑內(nèi)撐方式1及夾具的組成如圖2所示。工件徑向定位內(nèi)六角撐件、工件軸向定位件、工件、主軸端口過渡法蘭盤與主軸端口有較好的配合精度，目的是用工件徑向定位內(nèi)六角撐件、將工件置于機(jī)床的回轉(zhuǎn)中心，從而保證是同軸的。

其工作原理：使用液壓卡盤的排刀架式的小型數(shù)控車床。卸下液壓卡盤，利用聯(lián)接液壓卡盤的拉桿的前后移動轉(zhuǎn)換為工件夾具夾緊放松的運(yùn)動。（該拉桿的功能是依靠裝在主軸尾部的回轉(zhuǎn)液壓缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動帶動主軸孔內(nèi)的拉桿將力傳遞給頂針（拉桿和頂針通過主軸拉桿與頂針的聯(lián)接塊用螺紋聯(lián)接）。然后頂針前移脹開工件徑向定位內(nèi)六角撐件，將工件脹緊。工件放松時，也就是回轉(zhuǎn)液壓缸內(nèi)的活塞反向運(yùn)動。

機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)方式：工件的裝夾采用全自動方式。工件放入振動料盤，通過料盤的振動，工件依次排列進(jìn)入料軌滑落到裝夾的起始位置。數(shù)控控制指令M86（自動上料），執(zhí)行后X軸推料氣缸先動作，X軸推料氣缸將工件推到工件徑向定位內(nèi)六角撐件的前端位置后，Z軸推料氣缸工作（見圖3、圖4），將工件推裝到工件徑向定位內(nèi)六角撐件上，推料彈簧壓縮同時工件軸向定位件后退到位。數(shù)控控制指令M10（拉桿前推），工件徑向定位內(nèi)六角撐件在頂針前移作用下外撐脹緊工件內(nèi)徑。數(shù)控控制指令M87（上料機(jī)構(gòu)復(fù)位）。加工溝槽，加工結(jié)束后數(shù)控控制指令M11（拉桿后移）夾具放松，夾具中的推料彈簧恢復(fù)帶動工件軸向定位件前移將工件推彈入下料道。

圖 3

圖 4

數(shù)控控制程序：

O0001

M11；（拉桿帶動頂針后移，工件徑向定位內(nèi)六角撐件放松）

M03 S500；

M86；（自動上料）

M100；（檢測主軸上是否上料，如果主軸上沒有上料，程序跳轉(zhuǎn)到程序頭再執(zhí)行）

M10；（拉桿帶動頂針前推，工件徑向定位內(nèi)六角撐件撐開脹工件）

M87； （上料機(jī)構(gòu)復(fù)位）

M100；（檢測料是否被夾住，如果沒有夾住料，程序復(fù)位，跳轉(zhuǎn)到程序頭再執(zhí)行）

…… ； (加工程序)

M99；

式中，Cn為第n種顏料的混合比例，且滿足C1+C2+…+Cn=1；進(jìn)行迭代計(jì)算,求解方程,使ΔR最小,即可得配樣的配方。

采用內(nèi)徑內(nèi)撐方式1， 工件徑向定位內(nèi)六角撐件的使用壽命較短。若加工9 000件左右，由于長時間的摩擦碰撞導(dǎo)致工件徑向定位內(nèi)六角撐件與頂針的接觸部位斷裂。所以提高工件徑向定位內(nèi)六角撐件的使用壽命成為當(dāng)務(wù)之急。

改進(jìn)后內(nèi)徑內(nèi)撐方式2及該套夾具的組成如圖5所示。

圖 5

工作原理為：利用聯(lián)接液壓卡盤的拉桿的前后移動轉(zhuǎn)換為工件夾具夾緊放松的運(yùn)動。（該拉桿的功能是依靠裝在主軸尾部的回轉(zhuǎn)液壓缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動帶動主軸孔內(nèi)的拉桿將力傳遞給過渡拉桿（拉桿和過渡拉桿通過主軸拉桿與過渡拉桿的聯(lián)接塊用螺紋聯(lián)接）。過渡拉桿后推依次脹開過渡脹套和工件徑向定位內(nèi)六角撐件，將工件脹緊。工件放松時，也就是回轉(zhuǎn)液壓缸內(nèi)的活塞反向運(yùn)動。

機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)方式：工件的裝夾采用全自動方式。工件放入振動料盤，通過料盤的振動，工件依次排列進(jìn)入料軌滑落到裝夾的起始位置。數(shù)控控制指令M86（自動上料），執(zhí)行后X軸推料氣缸先動作，X軸推料氣缸將工件推到工件徑向定位內(nèi)六角撐件的前端位置后，Z軸推料氣缸工作，將工件推裝到工件徑向定位內(nèi)六角撐件上，推料彈簧壓縮同時工件軸向定位件后退到位。數(shù)控控制指令M11（拉桿后移），工件徑向定位內(nèi)六角撐件在過渡拉桿后推，脹開過渡脹套的作用下外撐脹緊工件內(nèi)徑。數(shù)控控制指令M87（上料機(jī)構(gòu)復(fù)位）。加工溝槽，加工結(jié)束后數(shù)控控制指令M10（拉桿前推）夾具放松，夾具中的推料彈簧恢復(fù)帶動工件軸向定位件前移將工件推彈入下料道。

數(shù)控控制程序：

O0001

M10；（拉桿帶動過渡拉桿前推，工件徑向定位內(nèi)六角撐件放松）

M03 S500；

M86；（自動上料）

M100；（檢測主軸上是否上料，如果主軸上沒有上料，程序跳轉(zhuǎn)到程序頭再執(zhí)行）

M11；（拉桿帶動過渡拉桿后移，工件徑向定位內(nèi)六角撐件撐開脹緊工件）

M87；（上料機(jī)構(gòu)復(fù)位）

M100；（檢測料是否被夾住，如果沒有夾住料，程序復(fù)位，跳轉(zhuǎn)到程序頭再執(zhí)行）

…… ； (加工程序)

M99；

采用改進(jìn)后的內(nèi)徑內(nèi)撐方式2，使該套夾具的工件徑向定位內(nèi)六角撐件使用壽命達(dá)到360 000件左右，取得很好的效果。