YB25包裝機(jī)關(guān)主件加速輪支架加工工藝分析

劉　芳　路瑋琳

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453006)

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YB25包裝機(jī)關(guān)主件加速輪支架加工工藝分析

劉芳路瑋琳

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453006)

針對(duì)加速輪支架零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過確定合理的定位基準(zhǔn)及增加工藝凸臺(tái)的方法，解決了工件難裝夾的問題；并針對(duì)零件實(shí)際加工中的具體情況，靈活運(yùn)用“工序集中或分散”的原則，簡化了裝夾找正的過程，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。

定位基準(zhǔn)；工藝凸臺(tái)；找正；基準(zhǔn)統(tǒng)一

1　零件結(jié)構(gòu)分析

加速輪支架為YB25包裝機(jī)鋁箔紙第二加速器組件的關(guān)主件，如圖1。該零件外部結(jié)構(gòu)左端為回轉(zhuǎn)體，右端為六面體；內(nèi)部有與回轉(zhuǎn)體外圓同軸的通孔，左右兩端分別有精度孔φ32H6 mm及φ30H6 mm；兩端精度孔有同軸度要求，并與左端回轉(zhuǎn)體外圓φ42h6 mm及右端六面體有精度要求；回轉(zhuǎn)體部分有偏心圓弧R20 mm，與外圓φ42h6 mm偏心距離為 5.5±0.03 mm。通過對(duì)工件結(jié)構(gòu)分析可以看出，工件精度高且結(jié)構(gòu)不規(guī)則，加工的關(guān)鍵點(diǎn)在于定位精基準(zhǔn)的選擇及裝夾方式。

2　工件工藝分析

2.1定位精基準(zhǔn)的確定

精基準(zhǔn)的選擇，不僅影響工件的加工質(zhì)量，而且與工件的安裝是否方便可靠有很大的關(guān)系。由圖1零件圖可知，零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為六面體左面A及回轉(zhuǎn)體內(nèi)孔φ32H6 mm軸心線，如按照基準(zhǔn)重合的原則選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，工件的裝夾比較困難。

在長徑比比較大的套筒類工件的加工中，為保證內(nèi)孔及外圓的精度要求，通常采用先精加工外圓，然后以外圓為精基準(zhǔn)，通過兩次裝夾找正外圓，加工兩端孔成。在本工件中，因φ42h6 mm外圓比較短，僅為總長的1/5，裝夾找正不方便，因此將φ45 mm外圓加工成工藝外圓，作為精加工時(shí)的定位基準(zhǔn)用?？紤]加工φ30H6 mm內(nèi)孔及裝夾找正的需要，工件右端(六面體端)增加φ41 mm×25 mm工藝凸臺(tái)，與φ30H6 mm內(nèi)孔同軸。精加工前工序圖如圖2所示。

精加工前，工件各Ra1.6 μm面及工藝外圓φ45 mm、φ41 mm均有余量，R20 mm偏心外圓已去量(圖2，D-D視圖)。 兩端內(nèi)孔均加工成精度孔，作為精加工時(shí)的粗基準(zhǔn)用。

2.2加工工藝路線

綜合考慮各精度要素的相互位置關(guān)系及精加工定位基準(zhǔn)，精加工工藝路線安排如下：

(1)精加工各精度外圓及工藝外圓并靠磨相應(yīng)肩面。

(2)以外圓為基準(zhǔn)，加工兩端精度孔。

(3)加工六面體各精度面及面上各孔。

(4)加工偏心外圓R20 mm。

(5)去掉工藝凸臺(tái)。

3　具體加工方法

3.1外圓的加工

為保證精度外圓及工藝外圓的加工質(zhì)量及形位公差要求，加工外圓時(shí)，是以粗加工時(shí)保證的兩端精度孔定位，利用芯軸及襯套來裝夾定位工件，在萬能外圓磨床上磨削完成的(圖3)。加工完成后要保證各Ra1.6 μm外圓同軸度誤差≤φ0.01 mm，Ra1.6 μm肩面與外圓的垂直度誤差≤0.01 mm。φ45 mm及φ41 mm工藝外圓保證尺寸精度要求是為了下序加工作為測量基準(zhǔn)用。

在靠磨肩面時(shí)，要保證垂直度小于0.01 mm的要求，必須要注意機(jī)床的調(diào)整及砂輪的修整。首先要調(diào)整前后頂尖的中心同軸，然后調(diào)整砂輪進(jìn)給方向與頂尖中心垂直。用端面修整器修整砂輪端面，使端面與砂輪外圓母線的夾角小于90°，保證切削時(shí)接觸工件面積小，切削鋒利，避免燒傷。試磨工件后，檢測垂直度誤差，根據(jù)誤差值對(duì)砂輪進(jìn)行微調(diào)，直至合格。

3.2精度內(nèi)孔的加工

兩端精度孔粗糙度為Ra1.6 μm，為提高生產(chǎn)效率，且便于根部清根，兩端內(nèi)孔的加工是在車床上完成的。車床卡爪分別夾持兩端φ41h6 mm(工藝凸臺(tái))或φ42h6 mm外圓，中心架支撐φ45 mm外圓，找正外圓及肩面跳動(dòng)<0.01 mm，加工兩端精度孔成。

3.3六面體平面及銷子孔的加工

考慮到批量小及精度高，為更好地保證表面間的位置關(guān)系，減少裝夾次數(shù)，縮短生產(chǎn)周期，最初工藝編制時(shí)考慮的是“工序集中”的原則，將平面及銷子孔的加工安排在一道工序中，三爪卡盤夾持回轉(zhuǎn)體端，另一端工藝凸臺(tái)精度孔內(nèi)放堵頭，對(duì)頂裝夾，在四軸加工中心上一次裝夾完成(圖4)。

因夾頂?shù)难b夾方法無法保證工件的加工精度，在切削加工前要對(duì)工件進(jìn)行找正。首先找正前后兩處外圓的徑向跳動(dòng)，再找正工件中心位置，拉平六面體部分平面找正工件徑向位置，最后按六面體大端面找正軸向坐標(biāo)，然后再精加工各面。為防止切削時(shí)工件松動(dòng)，保證銷孔的位置精度，精銑面完成后，加工銷孔前，要對(duì)工件重新進(jìn)行找正。

實(shí)際加工中，因受裝夾方式及機(jī)床精度的影響，找正誤差僅能控制在0.02 mm；偏心外圓處因已去量導(dǎo)致工件剛性較差，因找正有可能導(dǎo)致工件變形；大面銑削時(shí)為斷續(xù)切削，切削力大，表面加工質(zhì)量不易保證，并有可能引起工件松動(dòng)。綜合各種因素及誤差，產(chǎn)品加工后的質(zhì)量處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。而且工件的找正很費(fèi)時(shí)，且對(duì)操作者的技能要求比較高。因此這種裝夾方式雖然減少了裝夾次數(shù)，但質(zhì)量不穩(wěn)定，而且生產(chǎn)效率并不高。

為提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，從工件裝夾找正考慮，改進(jìn)了工藝方法。以φ45 mm外圓為定位基準(zhǔn)，精密虎鉗裝夾，磨削各面成。利用工藝凸臺(tái)外圓φ41h6 mm 加測量套，檢測平面到中心的距離尺寸28±0.05 mm；同樣以φ45 mm外圓為定位基準(zhǔn)，“對(duì)中心”精密虎鉗裝夾，找平大面，加工大面上各孔。

采用分開工序的方式來加工箱體平面及銷子孔，保證了基準(zhǔn)的統(tǒng)一，裝夾方便，找正簡單，定位可靠，精度高，且切削中不會(huì)引起工件變形。保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，減低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及操作技能要求，并提高了生產(chǎn)效率。

3.4R20 mm偏心圓弧的加工

為保證尺寸精度要求，簡化裝夾方法，加工R20 mm偏心圓弧時(shí)采用了工裝裝夾的方式(圖5)。以工件已加工好49 mm左右面定位，將工件裝入帶方槽的回轉(zhuǎn)圓盤中，用螺釘銷4限制上下位置，用兩個(gè)螺釘3 及4個(gè)螺釘5壓緊工件。工件裝入工裝后，要加工的偏心圓弧中心與工裝外圓同心，車床三爪夾持工裝外圓，可直接車削偏心外圓。偏心圓弧到中心距離由工裝的精度保證，尺寸公差可通過工藝外圓φ45 mm進(jìn)行測量，間接保證。根據(jù)工藝尺寸鏈可計(jì)算測量尺寸L3的尺寸及上下偏差(圖6) 。

圖6所示工藝尺寸鏈中，20 mm 為封閉環(huán) ，5.5 mm 及L3 為增環(huán)，22.5 mm 為減環(huán) 。

尺寸計(jì)算：由20=5.5+L3-22.5得出：L3=37 mm。

上偏差計(jì)算：由0.1=0.03+a-0得出：a=0.07 mm。

下偏差計(jì)算：由0=-0.03+b-0.01得出：b=0.04 mm。

4　結(jié)語

根據(jù)工件的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際情況確定工藝方案，能有效地提高工藝的現(xiàn)場執(zhí)行率。合理的定位基準(zhǔn)，簡便的裝夾方法是穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。

[1]陳宏鈞 . 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]蔡光耀 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[3]王憲奎 . 機(jī)械制造工藝學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.

(編輯孫德茂)

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Processing technology analysis of the main parts for accelerating wheel bracket of YB25 packaging machine

LIU Fang, LU Weilin

(Xinxing Vocational Technical College, Xinxiang 453006, CHN)

Aiming at the structural characteristics of the accelerating wheel bracket parts, through the method of determining the reasonable positioning datum and increasing the process boss, the problem of the difficulty to clamping of the parts is solved. According to the specific situation of the parts, the flexible use of the principle of process concentrated or dispersed would simplify the process of the installation, stable the product quality, improve the production efficiency.

positioning datum; process boss; alignment; datum unification

TH162

B

劉芳，女，1986年生，助教，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械機(jī)加工工藝。

2016-01-05)

160541