門(mén)超++崔喜賀++王文龍++宋勁松++張?zhí)煨?+卞豪亮
摘 要:針對(duì)高壓活動(dòng)彎頭體外形特殊,無(wú)法在滾道槽磨削加工中直接裝夾、定位的問(wèn)題,探索基于CAD/CAM技術(shù)的磨削夾具數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真及編程方法,實(shí)踐證明,采用該方法可有效提高夾具的設(shè)計(jì)效率和加工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:磨削;夾具;CAD/CAM
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.254
1 引言
高壓活動(dòng)彎頭體(以下簡(jiǎn)稱“彎頭體”)是高壓活動(dòng)彎頭的重要組成部分,也是彎頭中承受沖擊載荷最大、工藝最復(fù)雜的零件,其材料為35CrMo,基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,彎頭體整體成對(duì)稱狀,兩端各有一個(gè)接頭,接頭內(nèi)部軸向設(shè)有兩個(gè)滾道槽,由于彎頭體外形特殊,無(wú)法直接裝夾,滾刀槽的磨削工藝一直是一個(gè)難點(diǎn),要想解決這一問(wèn)題,就必須采用專用的磨削夾具,將彎頭體安裝在夾具中,并通過(guò)夾具準(zhǔn)確定位在磨床上,實(shí)現(xiàn)滾道槽的順利磨削[1]。
專用磨削夾具多數(shù)零件是非標(biāo)準(zhǔn)件,采用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與加工手段,設(shè)計(jì)效率低,加工質(zhì)量不穩(wěn)定,因此這里將探索基于CAD/CAM技術(shù)的夾具數(shù)字化設(shè)計(jì)與加工方法,以期高效、快捷的解決這一技術(shù)難題[2]。
2 夾具的設(shè)計(jì)
(1)磨削夾具的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖1所示的彎頭體結(jié)構(gòu),結(jié)合M250磨床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)如圖2所示的彎頭體磨削夾具,因夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,非標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量多,限于篇幅,此處僅以壓板為例,研究實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)與加工的工藝途徑。(2)基于Creo的壓板設(shè)計(jì)。Creo是美國(guó)PTC推出的新一代基于特征的參數(shù)化CAD/CAM軟件,具有設(shè)計(jì)靈活、效率高的特點(diǎn),能從根本上解決企業(yè)在CAD應(yīng)用中面臨的核心問(wèn)題,從而真正將企業(yè)的創(chuàng)新能力發(fā)揮出來(lái),為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值。基于Creo的夾具體CAD模型如圖3所示,壓板CAD模型如圖4所示。
3 夾具的數(shù)控仿真與編程
(1)基于MasterCAM X6的壓板數(shù)控仿真。MasterCAM X6是美國(guó)CNC公司開(kāi)發(fā)的新一代CAD/CAM旗艦產(chǎn)品,具有卓越的數(shù)控仿真與編程能力,結(jié)合Creo軟件出色的設(shè)計(jì)功能,能極大的提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)效率,是一種新的CAD/CAM應(yīng)用模式。MasterCAM X6提供了豐富的軟件接口,通過(guò)匯入操作,可直接導(dǎo)入Creo文件,圖5為導(dǎo)入的壓板CAD模型。壓板右側(cè)的耳板輪廓可先期通過(guò)耳板專用夾具裝夾,并在加工中心上完成外輪廓和內(nèi)孔的加工。此處著重研究壓板左側(cè)定位曲面的數(shù)控仿真與編程,通過(guò)右側(cè)耳板中心孔進(jìn)行裝夾定位,采用φ12立銑刀、φ6立銑刀和φ4球頭銑刀分別進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工,刀具材料為硬質(zhì)合金,工藝上分別采用等高外形粗加工、平行粗加工、等高外形精加工和淺平面精加工,仿真過(guò)程如圖6所示。
(2)基于MasterCAM X6的壓板數(shù)控編程。如仿真出現(xiàn)問(wèn)題,可重新對(duì)程序進(jìn)行編制,然后再次進(jìn)行仿真,直到順利完成仿真為止,當(dāng)結(jié)果合理時(shí),便可將刀具路徑數(shù)據(jù)交由后置處理程序處理,輸出指定數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控程序,此處以FANUC 0iM系統(tǒng)為例,生成的壓板數(shù)控程序如圖7所示。因數(shù)控加工仿真能模擬實(shí)際零件的加工過(guò)程,可有效避免各種加工事故,因而在CAM編程中具有不可替代的重要作用[3]。
4 結(jié)語(yǔ)
針對(duì)彎頭體在滾道槽磨削中難以裝夾、定位的問(wèn)題,探索了基于CAD/CAM技術(shù)的磨削夾具數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真及編程方法,實(shí)踐證明,該方法能有高效、快捷的解決磨削夾具設(shè)計(jì)與加工中的問(wèn)題,對(duì)其它類型夾具開(kāi)發(fā)具有一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn):
[1]孫加偉.基于UG的模具電極用通用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D].華南理工大學(xué),2013.
[2]歐陽(yáng)可良.數(shù)控加工專用夾具設(shè)計(jì)[D].廣東工業(yè)大學(xué),2012.
[3]周太平,康志成,夏翔.數(shù)控銑床與加工中心夾具設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造工程,2011(02):91-95.
基金項(xiàng)目:2016年度承德市科技計(jì)劃自籌經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“提高高壓活動(dòng)彎頭體使用壽命的工藝研究”(201606A107)。
作者簡(jiǎn)介:門(mén)超(1977-),男,碩士,講師,主要研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。endprint