錫林右軸承座組件工藝及夾具設(shè)計(jì)

韓玉雙,盧　洋（特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司,沈陽110144）

錫林右軸承座組件工藝及夾具設(shè)計(jì)

韓玉雙,盧洋
（特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司,沈陽110144）

摘要：錫林右軸承座組件的加工精度要求極高，特別是軸承蓋和軸承座的結(jié)合面和軸承孔，它們的精度將保證成品工件的質(zhì)量，是整個(gè)工藝流程中的重、難點(diǎn)。本文針對錫林右軸承座組件工藝及相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)展開討論，僅作參考。

關(guān)鍵詞：錫林右軸承座；梳棉機(jī)；夾具設(shè)計(jì)

1　錫林右軸承座組件工藝

錫林右軸承蓋和軸承座與軸承相匹配，三者構(gòu)成結(jié)合體，并安裝于工作筒內(nèi)，與道夫配合工件，構(gòu)成梳棉機(jī)的核心構(gòu)件。該結(jié)合體與工作筒共同旋轉(zhuǎn)，而軸承蓋作為支承件且重約1t、轉(zhuǎn)速260rpm～410rpm，它對墻板構(gòu)件的同軸度、軸向荷載、機(jī)件磨損安裝精度和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)度等具有不可忽略的影響。

錫林右軸承座組件是梳棉機(jī)聯(lián)結(jié)錫林的重要零部件，在完成工件加工完畢后，應(yīng)對鑄件毛坯的無鑄造缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)，并抽樣檢驗(yàn)工件的物理特性。鑄件表層或薄壁位置冷卻較快導(dǎo)致切削難度很大，為降低材料強(qiáng)度且改善切削性能可進(jìn)行退火處理。零部件的生產(chǎn)類型主要決定于生產(chǎn)數(shù)量的大小，而生產(chǎn)數(shù)量的大小又作為工藝選擇的依據(jù)，將對工藝、設(shè)備和機(jī)具的選擇造成影響。

2　錫林右軸承座組件的夾具設(shè)計(jì)

錫林右軸承座組件的夾具的設(shè)計(jì)原則是“保證加工質(zhì)量、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單且合理、工藝高效、成本低廉”，按照該設(shè)計(jì)原則對多個(gè)預(yù)選方案進(jìn)行優(yōu)化對比和選擇，從而確定一個(gè)最佳的設(shè)計(jì)方案。

2.1確定定位方案

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面為A平面和Φ80±0.04，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選擇A面和Φ80±0.04作為定位基準(zhǔn)。因?yàn)榱悴考膬蓚€(gè)加工孔是通孔，可假設(shè)不限制Z方向的位移自由度，所以只限制X、Y兩個(gè)方向的位移自由度。通過如下計(jì)算，Y方向， X方向。利用菱形銷和Φ136孔之間的配合關(guān)系可以得到：孔：，軸。因此，，。

本設(shè)計(jì)選用定位元件方案為：A平面作為定位板，左端面有一組支撐釘，Φ136孔為菱形銷。以上方案的實(shí)施即可定位零部件。而左端面在夾具采用支撐釘定位時(shí)，零部件通常由四組或多組支撐釘進(jìn)行定位，可增大定位系統(tǒng)的整體剛度，也可避免夾緊力和切削力不對稱引起定位板的變形問題。為減少定位板的不共面誤差，可在裝配完成后進(jìn)行磨合。通常情況下，誤差控制在0.01～0.03mm以內(nèi)。

毛坯面的定位夾具需選用四點(diǎn)支撐的方式，而菱形銷的夾具則選用“一面兩銷”的方式。為簡化裝卸工件應(yīng)以最簡單的運(yùn)動形式來完成，多采用伸縮式定位銷。

2.2確定夾緊方案

夾緊工件有鉸鏈壓板、三組動壓塊和一組與活用螺栓焊接固定的壓板。生產(chǎn)中夾緊工件主要受到切削力、慣性力和重力荷載作用。因夾緊力大小和系統(tǒng)剛度、夾緊設(shè)備的傳遞速率不無關(guān)系，所以其計(jì)算公式如下：

按照零部件受到切削力和夾緊力作用來分析并找到對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，可根據(jù)靜力平衡原理計(jì)算得到理論的夾緊力。最終，為確保夾緊可靠，理論的夾緊力乘以安全系數(shù)即可得出實(shí)際的夾緊力值。即:。

如夾緊力和切削力的方向正好相反，取K=2.5～3。即得到:

通過以上計(jì)算可以知道實(shí)際的夾緊力并不是非常大，為簡化夾具結(jié)構(gòu)和操作的便利性，本設(shè)計(jì)采用手動螺旋夾具裝置。

為便于鉆孔和擴(kuò)孔加工，主要采用快換鉆套和鉆套與鉆模板間裝襯套。鉆套的高度為36mm，鉆套與工件之間預(yù)留排屑間隙。本設(shè)計(jì)方案中，鉆套取h=8mm，內(nèi)孔與刀具采用間隙配合的方式，也就是說快換鉆套為F12.7F8，快換鉸套為F13G7，襯套與鉆模板配合的尺寸為F22H7/g6，襯套與鉆模板間的配合為F34H7/g6。

因兩孔的中心距離較大160±0.04，且考慮到零部件的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以采取兩組鉆模板的方式。由于擴(kuò)孔后仍需锪F26孔，該孔無需鉆模板。因此，可以選用可卸式鉆模板。又因鉆模板一直處懸空狀態(tài)，為提升夾具的整體剛度，在夾具中應(yīng)加設(shè)加強(qiáng)筋。同時(shí)，為確保兩鉆孔的中心距離為160±0.04，在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)保證兩組鉆套的中心距離同為160±0.04，鉆套的對稱中心為80±0.04，鉆套中心距離支撐釘表面為46±0.025，如此一來，即可保證加工工件的外觀尺寸要求。另外，在設(shè)計(jì)與裝配夾具中需注意定位板和夾具地面的平行關(guān)系，鉆套中心與地面垂直法線保持平行關(guān)系。

2.3夾具的設(shè)計(jì)驗(yàn)證

錫林右軸承座組件的夾具以兩個(gè)平面進(jìn)行定位，必須要求孔軸線與左側(cè)面之間的尺寸公差和孔軸線與底面平行度的公差。為滿足生產(chǎn)工序的基本要求，需保證工序的總誤差小于或等于相應(yīng)工序的可允許公差總和。由于本文篇幅所限，且本文所設(shè)計(jì)夾具已通過驗(yàn)證計(jì)算，驗(yàn)證計(jì)算的過程不再贅述。

3結(jié)束語

綜上所述，錫林右軸承座組件作為梳棉機(jī)的關(guān)鍵零部件，它的加工工藝直接與梳棉機(jī)的工作穩(wěn)定性和使用壽命相關(guān)。筆者通過討論錫林右軸承座組件工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要目的在于理論交流，為促進(jìn)我國該方面的技術(shù)進(jìn)步提供一定的參考意見。