MPV車橋橋殼的定位夾緊分析

2012-02-20 03:32:14鄧姣

裝備制造技術 2012年8期

鄧姣

（柳州乘龍專用車有限公司，廣西柳州 545006）

MPV車橋是貨運汽車中常見的車橋種類之一。傳統的橋殼毛坯，大多數是通過鑄造出來的，而MPV車橋橋殼，是通過板料沖壓成兩個半殼組焊起來，再把各個附件和加強圈及兩頭的軸管焊接上去，這樣形成一個完整車橋，如圖1所示。

圖1 車橋

不同種類的車橋的外形，大體都差不多，主要在于尺寸大小上和附件的樣式不同而已。本文以MPV橋殼琵琶孔端面的粗鏜、精鏜時的工序為例，運用六點定位原則，探討實際生產中類似車橋的定位夾緊要點。

1 橋殼六點定位方案

圖2所示為MPV橋殼琵琶孔端面的粗鏜、精鏜時的模擬工作平臺。

圖2 橋殼加工平臺

橋殼兩端軸管通過專機進行校正，選用已加工的軸管表面，作為工序加工的定位基準，可使定位基準與設計基準重合，避免基準不重合誤差。由于定位基準為兩外圓柱表面，因此在選擇定位元件時，采用常用的定心定位元件——雙短V形塊，即可以限定工件的4個自由度（即Y、Z軸方向上的移動和Y、Z軸的轉動）。

工件還剩下2個自由度（即X方向上的移動和X軸的轉動），由于工件的形狀和結構都比較特殊，中間的琵琶孔的位置與兩頭的軸管的位置尺寸關系不大，即不能以兩頭的軸管來定位；而其他的附件是鑄造出來的，沒有精基準面，而且其位置與中間的琵琶孔的位置誤差較大，所以要實現工件剩下的2個自由度（即X方向上移動和X 軸的轉動）的限定，都必須以工件中間的琵琶孔來確定。對于中間的琵琶孔來說，由于孔的直徑比較大，經過分析，可以通過以下方案來定位：

在琵琶孔的X方向采用一個自動伸縮定心裝置，來使其工件在X方向上的移動，而在琵琶孔端面Y方向上距離最遠的兩點處，運用一個平面來進行校平，如圖3所示。

圖3 六點定位方案示意圖

這樣工件的6個自由度都可以有效地限定。

2 定位誤差的分析與計算

工件定位造成的加工面，相對其工序基準的位置誤差，簡稱為定位誤差。在加工時，夾具相對刀具及切削形成運動的位置，經調定后不再變動。因此，可以認為加工面的位置是固定的。在這種情況下，加工面對其工序基準的位置誤差，必然是工序基準的位置變動所引起的。所以定位誤差，也就是工件定位時工序基準（一批工件的）沿加工要求方向上的位置變動量。

橋殼體在V形塊上定位時，以外圓柱面與平面相接觸。因此，定位基準中心在V形塊的對稱面上，則定位基準在水平方向上的位移為零。

在垂直方向上（如圖4所示）。

圖4 形塊定位誤差計算

由圖4可知，因工件外圓有制造誤差，致使定位基準相對于在夾具中的理想位置產生位移，其值為

加工過程中必須保證

其中，

ΔY為基準位移誤差；

α為V形塊夾角，α=90°；

TD為定位外圓柱直徑公差，TD=-0.1 mm；

加工誤差δ=0.2 mm。

所以

滿足加工要求。

3 切削力的估算

粗鏜時的切削力，比精鏜時的切削力大得多，查表計算出粗鏜琵琶孔端面的切削力。

加工材料為45鋼，硬度σb=650 MPa；

工件尺寸寬度ae=40 mm，為一個圓環，如圖5所示。

圖5 工件圖

加工要求：用標準硬質合金端銑刀銑削，加工余量h=4 mm；

機床為VMC1690加工中心。

3.1 選擇刀具

根據《切削用量簡明手冊》，選擇YT15硬質合金刀片；

銑削深度ap≤4 mm時，

端銑刀的直徑d0=63 mm，ae=40 mm，齒數Z=4；

選擇 kr=60°；

刀具轉速 n=2 000 r/min。

3.2 選擇切削用量

（1）銑削深 ap=h=4 mm；

（2）每齒進給量 fz=0.09～0.18 mm/z，

因采用不對稱端銑，取fz=0.18 mm/z。

3.3 圓周力的計算

按以下公式計算銑削時切削力

式中kFc為切削條件改變時，切削力修正系數。

通過查表，公式中的系數及指數得

最后計算得

4 兩端V形塊的夾緊力計算

工件在夾具里定位正確及準確與否，是關系到能否保證加工品質的重要問題。

如果只解決定位問題，還是不能保證加工的正常進行，因為工件在加工過程受切削力、慣性力與重力等影響，會導致工件變形，從而影響工件的加工品質；又如果工件不夾緊、或夾而不緊、或夾而過緊，以及夾緊機構不合理等，均將影響工件加工多、快、好、省地進行。因此，工件的夾緊，也是保證加工精度的一個十分重要的問題（如圖6所示）。