車橋夾具在自動化加工中的設計與應用

■ 沈陽第一機床廠有限公司 （遼寧沈陽 110142） 王 雷

近幾十年來，我國汽車工業飛速發展，汽車零件加工制造業是汽車工業的一個重要支撐行業，也同樣發展迅速。作為汽車關鍵零部件之一的車橋系統也得到相應的發展，據統計，國內每年的汽車車橋加工量達幾百萬根，在國內，數控機床對汽車車橋的加工工藝已經有了比較固定的加工方案，各生產廠家基本上形成了專業化、系列化和批量化生產的局面。下文對我廠銷售的兩臺車橋專用數控車床在自動化生產線中加工掛車車橋的案例進行簡單的介紹。

1. 工藝方案及自動化要求

工藝方案及自動化要求如下所述。

（1）工藝方案及設備選用 圖1所示為掛車車橋，根據用戶工藝要求，在本工序中，需要加工車橋兩端外圓，為保證零件精度及加工效率，選用我廠的車橋類專用數控車床CQ550，該數控車床配置左、右雙刀塔，可一次性裝夾，同時加工車橋兩端，既可以保證加工精度，也可以提高效率。另外左、右刀塔上均安裝工件檢測裝置，使用該裝置對工件進行檢測，既可以實現工件自動定位，又可以保證加工尺寸的一致性。

圖1 掛車車橋

（2）自動化要求 由于要使用自動化生產線加工車橋，所以就要求機床上的各類工裝必須能實現自動化加工這一功能，另外從提高生產效率和降低操作人員的勞動強度方面考慮，客戶也要求工件的整個定位和裝夾過程最好全部由液壓系統來完成，機械手將工件安裝到位后，只需要在機床上執行相應的代碼，整個夾緊過程就會自動完成，不需要人為地去調整，并要保證安全性。

2. 專用工裝

設計的專用工裝如下所述。

（1）脹塊式夾具 加工車橋的脹塊式專用夾具裝配如圖2所示。

夾具體安裝在機床主軸上，通過螺釘緊固。過渡套安裝在夾具體上，可以根據車橋內孔不同，實現夾具互換。定位套安裝在過渡套上，起到軸向定位作用。錐套通過小軸安裝在導向體上，導向體通過拉桿聯接尾部液壓缸。端蓋大角度錐角可以避免與工件刮碰。

液壓油通過液壓缸推動拉桿向右移動，錐套在拉桿的推動下，通過錐面使脹塊在徑向方向移動，直至脹緊工件內孔。反之，則松開工件。

由于是掛車車橋，工件相對質量小，因此采用一端脹塊式夾具，另一端使用專用頂尖頂緊工件。這樣既能滿足精度要求，同時也降低了夾具成本。

圖2 脹塊式夾具裝配

圖3 自動拖料架

（2）自動拖料架 圖3所示為自動拖料架三維圖，共分為3層，最下層為固定板，安裝在機床床身上，配有鑲條，通過兩側壓板壓緊。中間層為過渡板，在過渡板與固定板之間，安裝有Z軸液壓缸和滾動直線導軌。Z軸液壓缸行程190mm，可根據工件上下料需求，在190mm范圍內調整實際行程。最上層為支架層，分別安裝有左、右兩個支架，左、右液壓缸以及V形塊、絲杠和絲母座等。左側支架為固定支架，通過T型螺栓固定在過渡板上，支架右端面距過渡板左端面110mm。右側支架為可調整支架，根據零件的長短，可用扳手調節大螺距絲杠，使支架移動至適合的距離，之后鎖緊T型螺栓。支架可在1 900～2 500mm的范圍內進行調整，適合長度在此范圍內的車橋進行加工。

拖料架的上、下料均是通過液壓控制實現的，再配合桁架機械手就可以實現自動上、下料。拖料架上料順序如下：機械手將工件放在拖料架的V形塊上，左、右支架上的液壓缸同時推動工件上升，到位后，過渡板下面的Z軸液壓缸向左推動過渡板（實現Z軸方向的上料），使工件進入脹塊式夾具，尾臺專用頂尖左移頂緊工件，到位后，夾具脹緊工件內孔。然后左、右支架上的液壓缸同時下降。拖料架下料順序如下：工件加工完成后，左、右支架上的液壓缸同時上升托住工件，夾具松開，液壓尾臺撤回，過渡板下面的Z軸液壓缸向右推動過渡板（實現Z軸方向的下料），左、右支架上的液壓缸同時下降，桁架機械手取走工件。同時，機床配置了工件測量裝置，可對工件進行位置標定，以及工件是否正確上、下料進行測量，避免與其他部件發生碰撞現象，保證加工安全可靠。

3. 應用實例

圖4所示為此次銷售的車橋自動化生產線中，專用車橋數控車床的現場實例。在此次驗收過程中，我們所設計的專用夾具以及自動拖料架，均采用液壓控制，運轉平穩，安全可靠。滿足了客戶的自動化需求。同時在加工節拍、加工精度等方面也都達到了客戶的要求，得到了客戶的高度認可，值得在汽車車橋類零件加工中推廣應用。

圖4 現場實例

4. 結語

由于汽車制造產業的蓬勃發展，實現汽車零部件自動化加工的趨勢將越發明顯，本文通過分析車橋的加工工藝以及自動化要求，選取了專用的加工設備，設計了專用夾具及自動拖料架，并將其應用于自動化生產線中，在現實生產中驗證了方案的可行性，以及專用夾具的可靠性。