臥式單面兩工位后橋鉆孔攻絲機(jī)

安陽第二機(jī)床有限公司 （河南 455000） 張學(xué)周

后橋殼是汽車上使用的一個(gè)重要零件，而加工后橋殼琵琶孔大面孔系也是后橋加工中非常重要的工序。后橋殼琵琶孔大面鉆孔攻絲用通用機(jī)床一次只能鉆一個(gè)孔，等鉆完所有孔之后再逐個(gè)攻螺紋，加工精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，不能滿足企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃和市場(chǎng)需要。

1.機(jī)床總體設(shè)計(jì)

圖1

根據(jù)上述情況，設(shè)計(jì)開發(fā)了臥式單面移動(dòng)工作臺(tái)兩工位鉆攻后橋殼琵琶孔大面螺孔專用機(jī)床，如圖1所示，本機(jī)床臥式單面兩工位布置，一工位鉆孔液壓滑臺(tái)和二工位攻絲液壓滑臺(tái)均放置在一個(gè)整體側(cè)床身上；側(cè)床身聯(lián)接在移動(dòng)工作臺(tái)一側(cè)，其上放置固定夾具。開始加工時(shí)一工位液壓滑臺(tái)1帶動(dòng)鉆孔多軸箱進(jìn)行鉆孔、加工完畢，一工位液壓滑臺(tái)1后退，然后移動(dòng)工作臺(tái)快進(jìn)、緩進(jìn)、死擋鐵定位后，二工位液壓滑臺(tái)6帶動(dòng)攻絲多軸箱攻螺紋。根據(jù)被加工件特點(diǎn)設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)新穎，緊湊的夾具，本機(jī)床加工精度高，成本低，操作、維修方便，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.定位、加工工藝性分析

圖2為后橋殼加工簡(jiǎn)圖。從圖中可知，琵琶孔大面上有10個(gè)M16×1.5的螺紋孔。它們不僅與所在的琵琶孔有位置度要求，而且與琵琶孔大平面也有位置度要求。它關(guān)系到中央制動(dòng)器和橋體的傾角的效果，影響到整車的性能，所以是質(zhì)量控制的一部分。因此要保證鉆孔攻螺紋的形位精度，必須選擇正確的定位基準(zhǔn)。

圖2

經(jīng)分析研究，決定以琵琶孔大面為主定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由度；琵琶孔為次定位基準(zhǔn)，限制兩個(gè)自由度；一端軸頭外圓母線限制一個(gè)自由度。于是被加工件的六個(gè)自由度就完全限制，按照此思路設(shè)計(jì)夾具完全能達(dá)到被加工件圖樣精度要求。

3.夾具設(shè)計(jì)

夾具是機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時(shí)的限位等作用的。按照機(jī)床夾具的主要功能，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分，即定位支承系統(tǒng)、夾緊機(jī)構(gòu)和刀具導(dǎo)向裝置 （見圖3） 。

圖3

（1）定位支承系統(tǒng) 夾具定位支承系統(tǒng)（見圖4）由模板上四個(gè)定位塊支承琵琶孔大面，琵琶孔內(nèi)腔三卡爪上下，左右自動(dòng)對(duì)中，一端軸管放置一端支座定位塊上，實(shí)現(xiàn)完全定位。為保證定位面的水平精度，要求四個(gè)定位塊同時(shí)磨出，保證等高。

琵琶孔自動(dòng)對(duì)中機(jī)構(gòu)原理為定位盤3上徑向安裝有三個(gè)導(dǎo)向柱2，一個(gè)φ63mm液壓缸推動(dòng)活塞桿1（前端均布有三個(gè)15°斜面，斜面上開有三個(gè)T形斜槽），活塞桿1帶動(dòng)三個(gè)導(dǎo)向柱2同時(shí)向外移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)琵琶孔上下，左右對(duì)中。

為保證琵琶孔內(nèi)三個(gè)卡爪自動(dòng)對(duì)中，尺寸一致并調(diào)整方便，特設(shè)計(jì)一個(gè)與工件琵琶孔內(nèi)徑尺寸一致的法蘭盤檢具（調(diào)整時(shí)先將該檢具定位安裝到模板上即可，然后調(diào)整導(dǎo)向桿上的三個(gè)圓弧形壓頭都接觸到檢具內(nèi)表面，從而保證三卡爪壓頭尺寸在圓周的一致性）；定位面的尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)定位系統(tǒng)需合理布置定位塊，力求使其組成較大的支承平面，好使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。另外，為方便上件及操作方便，活塞在軸管另一端也有一支座，支座上放置一個(gè)低于左端定位塊2mm限位塊。

圖4 定位、內(nèi)腔自動(dòng)對(duì)中

（2）夾緊系統(tǒng)（見圖5、圖6） 在機(jī)床上加工時(shí)，還需依靠夾具上的夾緊機(jī)構(gòu)，來消除工件因受切削力或工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動(dòng)，使工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。

圖5 左端夾緊

圖6 內(nèi)腔夾緊

該夾具夾緊機(jī)構(gòu)布置比較困難，若在后橋殼鍋蓋處夾緊直觀明了，但這樣的話夾具結(jié)構(gòu)會(huì)變得龐大繁瑣，很不實(shí)用。為使夾具外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并根據(jù)后橋殼內(nèi)腔結(jié)構(gòu)狀況，決定采用在后橋殼內(nèi)腔用杠桿式液壓缸進(jìn)行夾緊。但后橋殼內(nèi)腔已有自動(dòng)對(duì)中機(jī)構(gòu)，內(nèi)腔空間位置十分小，又避免鑄件有氣孔、砂眼發(fā)生，經(jīng)反復(fù)設(shè)計(jì)決定三個(gè)內(nèi)徑φ80mm的夾緊液壓缸采用鋼套直接安裝在模板上已加工的缸孔內(nèi)作為液壓缸體，并且液壓缸前蓋上帶有壓板支承鉸鏈，使得夾緊結(jié)構(gòu)緊湊、效果理想（見圖6）。

同時(shí)為了防止工件在加工過程中旋轉(zhuǎn)，在工件左端軸頭處用一個(gè)內(nèi)徑φ63mm的液壓缸直接夾緊（見圖5） 。

另外為保證上件方便，夾具在工件后橋兩端法蘭盤處部位安裝了兩個(gè)較長(zhǎng)的限位板，在人工吊裝上件時(shí)后橋兩端法蘭盤順著兩端限位板往前移時(shí)而不左右竄動(dòng)，在后橋琵琶孔大面離中間定位夾緊較近時(shí)，工件內(nèi)腔夾緊部分安裝的四個(gè)限位桿，限制后橋不能上下移動(dòng)，保證后橋工件順利裝夾到夾具上而不會(huì)撞壞其他部件。

（3）導(dǎo)向裝置 為了保證刀具對(duì)工件的正確位置，保證各刀具間的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性，在模板上安裝了固定導(dǎo)向鉆套，它對(duì)于保證加工精度和機(jī)床可靠工作具有重要的作用。

4.結(jié)語

該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、緊湊，構(gòu)思巧妙，使用效果理想，具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。