起重機車輪箱鍵板組合加工工裝設計

李永福，張杰義

河南衛華重型機械股份有限公司 河南新鄉 453400

1 序言

鍵板是橋式起重機車輪組與端梁的連接件，是固定車輪組、保證輪線一致的關鍵零件，要求配合緊密，加工公差帶嚴格；隨著公司整機產量的增長其需求量增大，單純按照原來的在銑床上臺鉗裝夾的加工方法不能滿足需求。因此，需要考慮設計一種在一臺機床，一次裝夾能加工數組鍵板組合的工裝。

2 車輪鍵板圖樣尺寸

1）單件鍵板圖樣尺寸如圖1所示。

圖1 單件鍵板

2）4件組焊圖樣尺寸如圖2所示。

圖2 4件組焊

3 鍵板的原裝夾及加工方法

傳統方法是在銑床工作臺上安裝臺鉗裝夾進行加工（見圖3），每次加工一組4塊鍵板（點焊在一起、方便裝夾）；該加工過程為上料→預緊→找正→夾緊→粗銑加工一刀→精加工一刀→翻面夾緊→粗精加工各一刀→檢驗→下料，該過程效率低，勞動強度大。

圖3 臺鉗裝夾

4 設計要求

1）通過對公司現有設備的調查分析，在CLA650單柱端面銑鏜床上的工作臺安裝鍵板加工裝置，能一次加工5組20件鍵板，并通過調整壓緊塊位置，能適用各種長度或厚度的鍵板尺寸。

2）夾具設計的基本要求：為了承受較大的銑削力和斷續切削所產生的振動，銑床夾具要有足夠的夾緊力、剛度和強度。夾具的夾緊裝置盡可能采用擴力機構，夾緊裝置的自鎖性要好，著力點和施力方向要恰當，要有足夠的排屑空間。為了保持該裝置相對于機床的準確位置，裝置底面設置有定位鍵。

3）夾緊裝置的要求：在夾緊過程中應能保持工件定位時所獲得的正確位置，夾緊力大小適當，夾緊機構應能保證在加工過程中工件不產生松動或振動，同時又要避免工件產生不適當的變形和表面損傷，還能有自鎖作用。

夾緊裝置應操作方便、省力和安全；結構設計應力求簡單、緊湊，并盡量采用標準化元件。

夾緊力方向的選擇應有利于工件的準確定位，應盡量與工件剛度大的方向相一致，以減小工件夾緊變形；還要與切削力、工件重力方向一致，以減小夾緊力。

夾緊力作用點應正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內，以保證工件定位不變；應處于工件剛度較好的位置，以減小工件夾緊變形；應盡量靠緊加工面，以減小切削力對工件造成的翻轉力矩。

5 工裝設計

針對在實際加工過程中，考慮到應用更加廣泛，既要提高效率又要保證加工質量，尤其是更換壓塊位置時要迅速響應，并方便準確測量。

1）本裝置能包括公司常用鍵板，具體尺寸見表1。

表1 常用鍵板尺寸 （單位：mm）

2）安裝方法與組合鍵板加工結構。將該裝置底座通過定位塊和壓緊螺栓固定在銑床工作臺上（見圖4），鍵板2、7、8、9、10分別安裝在斜面擋塊中間，水平的左右方向通過斜面壓板壓緊，水平的前后方向通過調整墊塊頂緊，保證各鍵板加工面伸出該裝置座10mm（含余量3mm），垂直方向用水平壓板壓緊，保證鍵板加工過程中不會移動。

圖4 鍵板組合加工裝置結構

3）單組鍵板裝夾加工裝置局部組成如圖5所示。

圖5 單組鍵板裝夾加工裝置局部組成

4）裝配步驟。參照圖6，先將固定塊通過鍵槽和背部螺栓緊固在底座上，再將直擋塊和斜擋塊直柄部分嵌入底座孔內，然后根據鍵板寬度選擇墊塊，并緊靠固定塊，再將鍵板靠緊底座，裝平墊圈、六角螺栓，壓緊斜面壓塊，最后用六角螺栓、平墊圈和水平壓板壓緊鍵板，確定鍵板在加工過程中不會移動，方可進行加工。

5）實際加工經濟性對比。銑床上安裝臺鉗，每次裝夾一組4件鍵板，加工工時：9.1min/組。在單柱端面銑鏜床上安裝；鍵板加工組合工裝，每次裝夾5組20件鍵板，加工5組工時：23min/5組，平均4.6min/組。工時對比：9.1÷4.6×100%＝197.83%，效率提高近一倍。

圖6 裝置局部放大爆炸圖

6 結束語

該裝置具有設計簡單、制作方便、成本低、便于操作和保管等優點，適用于多種鍵板及類似鍵板零件的加工，也可根據生產計劃同時加工不同規格的鍵板。該裝置一次加工時間長，在機床自動加工的同時，操作人員可以清磨上批加工鍵板的飛邊、毛刺等，節約總加工時間，使加工效率較原來用臺鉗加工明顯提高。