油泵盖圆销孔关键工序钻床夹具设计文献综述

 2023-11-24 17:10:26

文献综述

1.课题研究的现状及发展趋势:

随着机械工业的迅速发展,广大用户对产品的品种和生产率提出了越来越高的要求,发达国家早在六十年代就已普遍采用优质高效低耗工艺及装备,而中国大部分企业仍然采用落后的工艺装备进行生产,优质高效低耗的先进工艺普及程度不足10%。工业发达国家已普遍采用数控机床、加工中心,实现了柔性自动化,并正向智能化、集成化方向发展,而中国尚处在单机自动化、刚性自动化的阶段[1, 2]

对于制造型企业来说,若想保持竞争力,用最低的生产成本创造最高的利润,就必须不断地改进[3]。所以如何合理的安排工艺路线提高生产效率降低成本成了大部分企业家必须思考的问题。国内生产研究协会的统计表明,目前中小批多品种生产的工艺品种已占工件种类的85%左右[4]。然而一般企业仍习惯于使用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里,约有成千上万套专用夹具[5]。除了中小批量生产用夹具以外,自动化生产中的夹具已有了一定的发展。为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出了更高的要求:能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;能装夹一组具有相似性特征的工件;能适用于精密加工的高精度机床夹具;能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;采用以液压泵等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;提高机床夹具的标准化程度[6]

目前我国已有夹具零件及部件的国家标准以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本[7, 8]。高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度[9]。并且随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。产品对加工精度的要求不同,会产生许多可变因素,工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸都会使夹具多种多样,因此,为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发展的主要方向。

钻床夹具也是机床夹具研究的一个重要方向,它主要包括在各类钻床和组合机床等设备上进行钻、扩、铰孔的夹具。钻床夹具大都具有刀具导向装置,故习惯上称为钻模。钻床夹具一般都有钻套,通过钻套对刀具的引导可以保证被加工孔的坐标位置,并防止钻头在切入时引偏,从而保证和提高被加工孔的位置精度、尺寸精度和提高孔的表面粗糙度,大大缩短工序时间,提高生产效率。钻床夹具的类型,决定于被加工工件上孔的分布情况,因此,钻模可分为固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模和滑柱式钻模等[10,11]

钻床夹具的设计要点:一是夹具和机床对接方式的设计:夹具在工作台水平面安装或侧面安装;工件直接在机床工作台上定位,夹具的部分元件在工件上定位;通用夹具在工作台上定位,工件在通用夹具上定位。二是钻套设计:钻套轴线与夹具定位基准的尺寸公差和位置公差[12]。钻床夹具的设计主要考虑钻套的设计,钻套用来引导钻头、扩孔钻、铰刀的。

在一般钻床上对工件进行孔加工,所加工的孔多为中小尺寸的孔,其工序内容不外乎钻、扩、铰、锪或攻螺纹等加工,所以刀具直径往往较小,而轴向尺寸较大,刀具的刚性均较差[13]。钻、扩、铰等孔加工刀具,多为多刃刀具,当刀刃分布不对称,或刀刃长度不相等,会造成被加工孔的制造误差,尤其是采用普通麻花钻钻孔,手工刃磨钻头所造成的两侧刀刃的不对称,极易造成被加工孔的孔位偏移、孔径增大及孔轴线的弯曲和歪斜,严重影响孔的形状、位置精度[14]

钻床主要分为立式钻床、摇臂式钻床、深孔钻床、中心孔钻床、铣钻床、卧式钻床[15]。立式钻床的工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动,用于加工中小型工件;摇臂式钻床主轴箱能在摇臂上移动,摇臂能回转和升降,工件固定不动,适用于加工大而重和多孔的工件,广泛应用于机械制造中;深孔钻床用深孔钻钻削深度比直径大得多的孔(如枪管、炮筒和机床主轴等零件的深孔)的专门化机床,为便于除切屑及避免机床过于高大,一般为卧式布局,常备有冷却液输送装置(由刀具内部输入冷却液至切削部位)及周期退刀排屑装置等;中心孔钻床用于加工轴类零件两端的中心孔;铣钻床工作台可纵横向移动,钻轴垂直布置,能进行铣削的钻床;卧式钻床主轴水平布置,主轴箱可垂直移动的钻床,一般比立式钻床加工效率高,可多面同时加工[16-18]

本课题使用两已加工过的紧固孔作为定位基准,分别使用圆柱定位销和菱形定位销进行定位,夹具前端两钻套作成浮动形式,便于安装,由双轴动力头带动进给,本次夹具采用气动夹紧,效率高,操作方便,适用于大批量生产[19, 20]

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