車橋夾具在自動(dòng)化加工中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

■ 沈陽(yáng)第一機(jī)床廠有限公司 （遼寧沈陽(yáng) 110142） 王 雷

近幾十年來(lái)，我國(guó)汽車工業(yè)飛速發(fā)展，汽車零件加工制造業(yè)是汽車工業(yè)的一個(gè)重要支撐行業(yè)，也同樣發(fā)展迅速。作為汽車關(guān)鍵零部件之一的車橋系統(tǒng)也得到相應(yīng)的發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)每年的汽車車橋加工量達(dá)幾百萬(wàn)根，在國(guó)內(nèi)，數(shù)控機(jī)床對(duì)汽車車橋的加工工藝已經(jīng)有了比較固定的加工方案，各生產(chǎn)廠家基本上形成了專業(yè)化、系列化和批量化生產(chǎn)的局面。下文對(duì)我廠銷售的兩臺(tái)車橋?qū)Ｓ脭?shù)控車床在自動(dòng)化生產(chǎn)線中加工掛車車橋的案例進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1. 工藝方案及自動(dòng)化要求

工藝方案及自動(dòng)化要求如下所述。

（1）工藝方案及設(shè)備選用 圖1所示為掛車車橋，根據(jù)用戶工藝要求，在本工序中，需要加工車橋兩端外圓，為保證零件精度及加工效率，選用我廠的車橋類專用數(shù)控車床CQ550，該數(shù)控車床配置左、右雙刀塔，可一次性裝夾，同時(shí)加工車橋兩端，既可以保證加工精度，也可以提高效率。另外左、右刀塔上均安裝工件檢測(cè)裝置，使用該裝置對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)，既可以實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)定位，又可以保證加工尺寸的一致性。

圖1 掛車車橋

（2）自動(dòng)化要求 由于要使用自動(dòng)化生產(chǎn)線加工車橋，所以就要求機(jī)床上的各類工裝必須能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工這一功能，另外從提高生產(chǎn)效率和降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度方面考慮，客戶也要求工件的整個(gè)定位和裝夾過(guò)程最好全部由液壓系統(tǒng)來(lái)完成，機(jī)械手將工件安裝到位后，只需要在機(jī)床上執(zhí)行相應(yīng)的代碼，整個(gè)夾緊過(guò)程就會(huì)自動(dòng)完成，不需要人為地去調(diào)整，并要保證安全性。

2. 專用工裝

設(shè)計(jì)的專用工裝如下所述。

（1）脹塊式夾具 加工車橋的脹塊式專用夾具裝配如圖2所示。

夾具體安裝在機(jī)床主軸上，通過(guò)螺釘緊固。過(guò)渡套安裝在夾具體上，可以根據(jù)車橋內(nèi)孔不同，實(shí)現(xiàn)夾具互換。定位套安裝在過(guò)渡套上，起到軸向定位作用。錐套通過(guò)小軸安裝在導(dǎo)向體上，導(dǎo)向體通過(guò)拉桿聯(lián)接尾部液壓缸。端蓋大角度錐角可以避免與工件刮碰。

液壓油通過(guò)液壓缸推動(dòng)拉桿向右移動(dòng)，錐套在拉桿的推動(dòng)下，通過(guò)錐面使脹塊在徑向方向移動(dòng)，直至脹緊工件內(nèi)孔。反之，則松開工件。

由于是掛車車橋，工件相對(duì)質(zhì)量小，因此采用一端脹塊式夾具，另一端使用專用頂尖頂緊工件。這樣既能滿足精度要求，同時(shí)也降低了夾具成本。

圖2 脹塊式夾具裝配

圖3 自動(dòng)拖料架

（2）自動(dòng)拖料架 圖3所示為自動(dòng)拖料架三維圖，共分為3層，最下層為固定板，安裝在機(jī)床床身上，配有鑲條，通過(guò)兩側(cè)壓板壓緊。中間層為過(guò)渡板，在過(guò)渡板與固定板之間，安裝有Z軸液壓缸和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌。Z軸液壓缸行程190mm，可根據(jù)工件上下料需求，在190mm范圍內(nèi)調(diào)整實(shí)際行程。最上層為支架層，分別安裝有左、右兩個(gè)支架，左、右液壓缸以及V形塊、絲杠和絲母座等。左側(cè)支架為固定支架，通過(guò)T型螺栓固定在過(guò)渡板上，支架右端面距過(guò)渡板左端面110mm。右側(cè)支架為可調(diào)整支架，根據(jù)零件的長(zhǎng)短，可用扳手調(diào)節(jié)大螺距絲杠，使支架移動(dòng)至適合的距離，之后鎖緊T型螺栓。支架可在1 900～2 500mm的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，適合長(zhǎng)度在此范圍內(nèi)的車橋進(jìn)行加工。

拖料架的上、下料均是通過(guò)液壓控制實(shí)現(xiàn)的，再配合桁架機(jī)械手就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上、下料。拖料架上料順序如下：機(jī)械手將工件放在拖料架的V形塊上，左、右支架上的液壓缸同時(shí)推動(dòng)工件上升，到位后，過(guò)渡板下面的Z軸液壓缸向左推動(dòng)過(guò)渡板（實(shí)現(xiàn)Z軸方向的上料），使工件進(jìn)入脹塊式夾具，尾臺(tái)專用頂尖左移頂緊工件，到位后，夾具脹緊工件內(nèi)孔。然后左、右支架上的液壓缸同時(shí)下降。拖料架下料順序如下：工件加工完成后，左、右支架上的液壓缸同時(shí)上升托住工件，夾具松開，液壓尾臺(tái)撤回，過(guò)渡板下面的Z軸液壓缸向右推動(dòng)過(guò)渡板（實(shí)現(xiàn)Z軸方向的下料），左、右支架上的液壓缸同時(shí)下降，桁架機(jī)械手取走工件。同時(shí)，機(jī)床配置了工件測(cè)量裝置，可對(duì)工件進(jìn)行位置標(biāo)定，以及工件是否正確上、下料進(jìn)行測(cè)量，避免與其他部件發(fā)生碰撞現(xiàn)象，保證加工安全可靠。

3. 應(yīng)用實(shí)例

圖4所示為此次銷售的車橋自動(dòng)化生產(chǎn)線中，專用車橋數(shù)控車床的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例。在此次驗(yàn)收過(guò)程中，我們所設(shè)計(jì)的專用夾具以及自動(dòng)拖料架，均采用液壓控制，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安全可靠。滿足了客戶的自動(dòng)化需求。同時(shí)在加工節(jié)拍、加工精度等方面也都達(dá)到了客戶的要求，得到了客戶的高度認(rèn)可，值得在汽車車橋類零件加工中推廣應(yīng)用。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例

4. 結(jié)語(yǔ)

由于汽車制造產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，實(shí)現(xiàn)汽車零部件自動(dòng)化加工的趨勢(shì)將越發(fā)明顯，本文通過(guò)分析車橋的加工工藝以及自動(dòng)化要求，選取了專用的加工設(shè)備，設(shè)計(jì)了專用夾具及自動(dòng)拖料架，并將其應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線中，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中驗(yàn)證了方案的可行性，以及專用夾具的可靠性。