起重機(jī)車輪箱鍵板組合加工工裝設(shè)計(jì)

李永福，張杰義

河南衛(wèi)華重型機(jī)械股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453400

1 序言

鍵板是橋式起重機(jī)車輪組與端梁的連接件，是固定車輪組、保證輪線一致的關(guān)鍵零件，要求配合緊密，加工公差帶嚴(yán)格；隨著公司整機(jī)產(chǎn)量的增長(zhǎng)其需求量增大，單純按照原來(lái)的在銑床上臺(tái)鉗裝夾的加工方法不能滿足需求。因此，需要考慮設(shè)計(jì)一種在一臺(tái)機(jī)床，一次裝夾能加工數(shù)組鍵板組合的工裝。

2 車輪鍵板圖樣尺寸

1）單件鍵板圖樣尺寸如圖1所示。

圖1 單件鍵板

2）4件組焊圖樣尺寸如圖2所示。

圖2 4件組焊

3 鍵板的原裝夾及加工方法

傳統(tǒng)方法是在銑床工作臺(tái)上安裝臺(tái)鉗裝夾進(jìn)行加工（見(jiàn)圖3），每次加工一組4塊鍵板（點(diǎn)焊在一起、方便裝夾）；該加工過(guò)程為上料→預(yù)緊→找正→夾緊→粗銑加工一刀→精加工一刀→翻面夾緊→粗精加工各一刀→檢驗(yàn)→下料，該過(guò)程效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

圖3 臺(tái)鉗裝夾

4 設(shè)計(jì)要求

1）通過(guò)對(duì)公司現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)查分析，在CLA650單柱端面銑鏜床上的工作臺(tái)安裝鍵板加工裝置，能一次加工5組20件鍵板，并通過(guò)調(diào)整壓緊塊位置，能適用各種長(zhǎng)度或厚度的鍵板尺寸。

2）夾具設(shè)計(jì)的基本要求：為了承受較大的銑削力和斷續(xù)切削所產(chǎn)生的振動(dòng)，銑床夾具要有足夠的夾緊力、剛度和強(qiáng)度。夾具的夾緊裝置盡可能采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，夾緊裝置的自鎖性要好，著力點(diǎn)和施力方向要恰當(dāng)，要有足夠的排屑空間。為了保持該裝置相對(duì)于機(jī)床的準(zhǔn)確位置，裝置底面設(shè)置有定位鍵。

3）夾緊裝置的要求：在夾緊過(guò)程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置，夾緊力大小適當(dāng)，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)能保證在加工過(guò)程中工件不產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)，同時(shí)又要避免工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷，還能有自鎖作用。

夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力和安全；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊，并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。

夾緊力方向的選擇應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，應(yīng)盡量與工件剛度大的方向相一致，以減小工件夾緊變形；還要與切削力、工件重力方向一致，以減小夾緊力。

夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)，以保證工件定位不變；應(yīng)處于工件剛度較好的位置，以減小工件夾緊變形；應(yīng)盡量靠緊加工面，以減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。

5 工裝設(shè)計(jì)

針對(duì)在實(shí)際加工過(guò)程中，考慮到應(yīng)用更加廣泛，既要提高效率又要保證加工質(zhì)量，尤其是更換壓塊位置時(shí)要迅速響應(yīng)，并方便準(zhǔn)確測(cè)量。

1）本裝置能包括公司常用鍵板，具體尺寸見(jiàn)表1。

表1 常用鍵板尺寸 （單位：mm）

2）安裝方法與組合鍵板加工結(jié)構(gòu)。將該裝置底座通過(guò)定位塊和壓緊螺栓固定在銑床工作臺(tái)上（見(jiàn)圖4），鍵板2、7、8、9、10分別安裝在斜面擋塊中間，水平的左右方向通過(guò)斜面壓板壓緊，水平的前后方向通過(guò)調(diào)整墊塊頂緊，保證各鍵板加工面伸出該裝置座10mm（含余量3mm），垂直方向用水平壓板壓緊，保證鍵板加工過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)。

圖4 鍵板組合加工裝置結(jié)構(gòu)

3）單組鍵板裝夾加工裝置局部組成如圖5所示。

圖5 單組鍵板裝夾加工裝置局部組成

4）裝配步驟。參照?qǐng)D6，先將固定塊通過(guò)鍵槽和背部螺栓緊固在底座上，再將直擋塊和斜擋塊直柄部分嵌入底座孔內(nèi)，然后根據(jù)鍵板寬度選擇墊塊，并緊靠固定塊，再將鍵板靠緊底座，裝平墊圈、六角螺栓，壓緊斜面壓塊，最后用六角螺栓、平墊圈和水平壓板壓緊鍵板，確定鍵板在加工過(guò)程中不會(huì)移動(dòng)，方可進(jìn)行加工。

5）實(shí)際加工經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。銑床上安裝臺(tái)鉗，每次裝夾一組4件鍵板，加工工時(shí)：9.1min/組。在單柱端面銑鏜床上安裝；鍵板加工組合工裝，每次裝夾5組20件鍵板，加工5組工時(shí)：23min/5組，平均4.6min/組。工時(shí)對(duì)比：9.1÷4.6×100%＝197.83%，效率提高近一倍。

圖6 裝置局部放大爆炸圖

6 結(jié)束語(yǔ)

該裝置具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、制作方便、成本低、便于操作和保管等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種鍵板及類似鍵板零件的加工，也可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃同時(shí)加工不同規(guī)格的鍵板。該裝置一次加工時(shí)間長(zhǎng)，在機(jī)床自動(dòng)加工的同時(shí)，操作人員可以清磨上批加工鍵板的飛邊、毛刺等，節(jié)約總加工時(shí)間，使加工效率較原來(lái)用臺(tái)鉗加工明顯提高。