快速?gòu)椥詩(shī)A頭的改造

歐建玲

(廣東省湛江市技師學(xué)院，廣東 湛江524037)

低壓直流自吸電磁閥是家用熱水器的一個(gè)主要的組成部件，我們公司專門設(shè)計(jì)制造這類低壓直流自吸電磁閥，以供應(yīng)給各家用熱水器生產(chǎn)廠家。ESV -0304(圖1)是這類產(chǎn)品的其中一個(gè)型號(hào)。公司在創(chuàng)建初期，生產(chǎn)量少，產(chǎn)品性能基本穩(wěn)定，送樣無不良反饋。但是，當(dāng)各廠家定單下來，公司投入批量生產(chǎn)后，曾有廠家反饋意見為產(chǎn)品的動(dòng)磁芯與導(dǎo)管有機(jī)械卡住現(xiàn)象，開閥動(dòng)作電壓較高，而釋放電壓較低。我們跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)批量生產(chǎn)中存在一些技術(shù)問題，其中尤為突出的是夾具不好用。這個(gè)問題直接影響到動(dòng)磁芯、定磁芯和導(dǎo)管等零件的尺寸、形位和生產(chǎn)效率，從而影響到產(chǎn)品的綜合性能。這迫使我們對(duì)原有夾具進(jìn)行改良。

1 原彈性?shī)A頭的使用情況

低壓直流自吸電磁閥ESV -0304 的動(dòng)磁芯、定磁芯、導(dǎo)管等零件都使用CM6125 精密車床加工，由于零件的精密度要求高，所以經(jīng)常用到彈性?shī)A頭來夾緊定心。CM6125 精密車床生產(chǎn)廠家隨機(jī)配備了一套彈性?shī)A頭。在實(shí)際操作使用中，特別是批量生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)其有諸多缺點(diǎn)。

(1)難校正。此彈性?shī)A頭的夾具體由車床卡盤夾緊，安裝時(shí)比較難校正。

(2)夾緊力小。此彈性?shī)A頭主要靠螺母的移動(dòng)來推動(dòng)彈簧夾頭，使錐套逼緊彈簧夾頭的錐面，從而夾緊工件，無反向預(yù)緊。在加工過程中，由于夾具也旋轉(zhuǎn)，螺母鎖緊力不夠，容易往外移出，彈簧夾頭也往外移，使錐套與彈簧夾頭錐面的逼緊力變小，從而對(duì)工件的夾緊力也變小，使工件在車削過程中容易打滑，刀具崩刀，增加廢品和調(diào)刀的時(shí)間。

(3)工件長(zhǎng)度尺寸定位不準(zhǔn)。此彈性?shī)A頭在夾緊時(shí)由于彈簧夾頭的移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)工件進(jìn)行軸向移動(dòng)，所以?shī)A具鎖緊后與夾具鎖緊前工件伸出的長(zhǎng)度會(huì)不相同，工件長(zhǎng)度尺寸難定位。

(4)使用操作不方便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于CM6125 精密車床的手輪直徑較小，工人在操作時(shí)需長(zhǎng)時(shí)間用手掌扭動(dòng)手輪，手掌很累，容易疲勞。再者，在裝夾工件時(shí)，工人需一手抓工件，一手?jǐn)Q螺母，且左、右手位置剛好相錯(cuò)，裝夾很不方便，增大工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

(5)此彈性?shī)A頭價(jià)格高，且不易購(gòu)買。CM6125 精密車床原配彈性?shī)A頭以上的不足，對(duì)車間產(chǎn)品批量生產(chǎn)造成很大影響。必須對(duì)原彈性?shī)A頭改良設(shè)計(jì)制造。

2 彈性?shī)A頭改造的工藝要求

原彈性?shī)A頭對(duì)車間產(chǎn)品生產(chǎn)效率影響很大，不利于批量生產(chǎn)。針對(duì)以上缺點(diǎn)，我們另行設(shè)計(jì)制造了快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭，如圖2 所示。

其中起夾緊作用的最重要的工件是彈簧夾頭2，選用45 鋼來制造。由于要加工的動(dòng)磁芯、定磁芯等工件外圓直徑的最小公差帶為0.03 mm，所以彈簧夾頭2 制造時(shí)必須達(dá)到0.01 mm 以上精度。而我們車間中控制精度最高的車床就是CM6125 精密車床，可控制精度為0.01 mm，我們就選用它來加工彈簧夾頭2 的相關(guān)部位。在車床中加工完后，再用鋸片沿垂直于彈簧夾頭2 大端端面鋸出兩條不通槽，形成“十”字形，可直接得到2～3 mm 的槽寬。這樣，彈簧夾頭2 基本制造完成。

但是，使用時(shí)由于該工件在徑向頻繁地夾緊、松開，且在軸向也頻繁來回移動(dòng)，材料容易疲勞和磨損。為了提高該件的疲勞強(qiáng)度和耐磨性，在機(jī)加工后必須進(jìn)行熱處理。其處理方法是將加工后的彈簧夾頭2 先淬火后回火。由于該件是45 鋼，我們選用的淬火溫度為840 ℃，并保溫1 h30 min。此外，由于45 鋼在20～40 ℃水冷卻的最大淬透直徑為13～16.5 mm，而礦物油中冷卻的最大淬透直徑為6～9.5 mm，所以選用了鹽水冷卻，可獲得比較高的淬透性。其選用的回火溫度為380 ℃，回火時(shí)間為3 h，回火后空冷，可獲得硬度為40～45 HRC。該工件經(jīng)淬火、回火后得到比較高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度與韌性相配合的綜合力學(xué)性能。如表1。

表1 綜合力學(xué)性能

進(jìn)行了熱處理后，還將彈簧夾頭2 放到磨床上進(jìn)行磨削加工，以提高其尺寸精度。

3 快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭的使用情況

在實(shí)際操作使用中，與CM6125 精密車床原配彈性?shī)A頭相比，快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)易校正，精度高。此快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭采用錐柄與車床主軸錐孔配合聯(lián)接，提高了夾具的回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸軸線的同軸度，較易校正。位置精度主要由車床精度和夾具精度來保證。如圓柱類工件軸心線與端面的垂直度主要由車床精度來保證;同軸度、跳動(dòng)等主要由夾具精度來保證。而一般夾具的制造公差為工件制造公差的1/3～1/5。在制造此夾具時(shí)，我們盡量保證此夾具的尺寸精度，以確保車削工件的精度。后來在批量生產(chǎn)中證明，采用此快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭裝夾，車削工件的同軸度誤差不大于0.02 mm。

(2)夾緊力大。由于采用了彈簧，增大了反向預(yù)緊力，使夾具夾緊力大，且快速省力，并減少了工件打滑現(xiàn)象，降低了廢品率。

(3)工件長(zhǎng)度尺寸定位準(zhǔn)確。此夾具的定位螺桿采用細(xì)牙螺紋，可對(duì)工件的長(zhǎng)度尺寸進(jìn)行微調(diào)，而鎖緊螺帽尺寸稍大，工人操作起來方便、準(zhǔn)確。

(4)操作方便省力。CM6125 精密車床原配彈性?shī)A頭的鎖緊螺帽采用右旋螺紋式。由于人的動(dòng)作習(xí)慣，右手旋動(dòng)比左手旋動(dòng)靈活，工作起來很不方便。而改造后的快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭的鎖緊螺帽上安裝了手柄，人對(duì)手柄的操作，左、右手都一樣靈活，工人操作起來方便、省力。此外，在卸工件時(shí)，由于彈簧3 的作用，只要直紋滾花螺帽1 一松開，彈簧夾頭就彈出，把工件送出，工人操作很快捷、省力。

(5)使用成本低，價(jià)格便宜。原用夾頭100 元/個(gè)，現(xiàn)用夾頭40 元/個(gè)。

自從這種快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭投入使用后，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，受到使用者的一致好評(píng);并使車工組的生產(chǎn)率提高了21%以上;有的工件加工工序甚至達(dá)到66%。如加工低壓直流自吸電磁閥ESV -0304 的相關(guān)工件時(shí)，按每人每班加工的件數(shù)來計(jì)算，其加工情況對(duì)照如表2。

表2 新夾頭與原夾頭使用對(duì)比

4 結(jié)語

此快速簡(jiǎn)易彈性?shī)A頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、輕便，操作快捷、方便，控制精度可靠，現(xiàn)除了應(yīng)用在動(dòng)磁芯、定磁芯的加工外，還推廣應(yīng)用于導(dǎo)管的加工，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。后來在廠商的反饋意見中幾乎沒有再出現(xiàn)動(dòng)磁芯與導(dǎo)管機(jī)械卡住的現(xiàn)象，產(chǎn)品的工作性能也很穩(wěn)定，也大大增強(qiáng)了公司的聲譽(yù)?？梢姾?jiǎn)易夾具在車削加工中不容輕視，夾具的巧妙設(shè)計(jì)與制造，也會(huì)帶來非常大的生產(chǎn)效益。

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