機(jī)器人焊槍冷卻零件的夾具的設(shè)計(jì)與加工

陳心勇

（廣東省國(guó)防技師學(xué)院，廣東 廣州 510515）

0 引言

機(jī)器人焊槍冷卻零件的加工，目前一般使用數(shù)控車床與數(shù)控銑床和一些普通簡(jiǎn)易機(jī)加工設(shè)備。由于該產(chǎn)品外型結(jié)構(gòu)為不規(guī)則（如下圖1）所示,普通的三爪卡盤和平口鉗很難直接進(jìn)行裝夾，必須采用專用夾具。使用數(shù)控車床與數(shù)控銑床上加工，每件需約5次裝夾，并不易保證加工精度與形位公差，特別是加工“矩形外螺紋”容易斷刀。因多次裝夾造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定性。存在產(chǎn)品報(bào)廢率較高，導(dǎo)致加工上給我們帶來一些困難。為了提高生產(chǎn)效率，降低成本、快速提供交貨能力，同時(shí)也綜合各方面因，對(duì)機(jī)器人焊槍冷卻零件進(jìn)行切削時(shí)間及人工成本的計(jì)算、機(jī)床的損耗等,無法減低零件的成本。特選用公司加工設(shè)備“LB46車銑中心機(jī)床”。在該機(jī)床上我們?cè)O(shè)計(jì)了夾具，通過該夾具能夠提高加工效率，保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，完成了生產(chǎn)任務(wù)。

圖1 產(chǎn)品零件圖

1 產(chǎn)品零件圖工藝分析

根據(jù)圖紙要求，經(jīng)工藝分析后，制定以下工藝流程：

（1）毛坯的檢驗(yàn)，據(jù)毛坯要求，合格進(jìn)入生產(chǎn)車間；

（2）采用彈簧夾頭卡盤裝置，用彈簧夾頭裝夾毛坯（已加工端面?zhèn)扰c夾頭臺(tái)階作為長(zhǎng)度定位基準(zhǔn)），首先加工Φ33.75mm與矩型螺紋、Φ27.15、Φ17.05加工至尺寸[1]；

（3）其次掉頭車另一端，用彈簧夾頭裝夾Φ33.75mm外圓與定位33.85mm位置，加工至尺寸；

（4）加工完后手工去除棱角毛刺；

（5）表面清洗處理,檢驗(yàn)與入庫；

2 夾具設(shè)計(jì)

如何保證零件的位置度公差、裝夾方法，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)工藝流程的分析后，在第2-3步用臺(tái)灣新代數(shù)控系統(tǒng)“LB46車銑中心機(jī)床”加工時(shí)[2]，在車床主軸上設(shè)計(jì)了如下夾具，如圖2所示。

圖2 夾具結(jié)構(gòu)圖

夾具結(jié)構(gòu)說明：夾頭材料為65Mn彈簧鋼，根據(jù)夾頭內(nèi)孔中心軸線為基準(zhǔn)，加工出與產(chǎn)品形狀相同的輪廓，按夾頭設(shè)計(jì)圖進(jìn)行加工，用于放置毛坯工件，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工；據(jù)夾頭內(nèi)孔中心軸線為基準(zhǔn)，據(jù)夾頭設(shè)計(jì)圖進(jìn)行加工（未供設(shè)計(jì)圖），用于調(diào)頭裝夾已加工零件，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行另一側(cè)全部尺寸加工成品；夾具端面上有加工避空槽與臺(tái)階，主要用于防止刀具干涉；

3 夾具定位與安裝原理

夾具安裝：用百分表校正簧夾頭座內(nèi)錐面精度，并控制內(nèi)錐面跳動(dòng)精度小于0.01m裝過程：將彈簧夾頭座與法蘭盤連接，并裝上銷緊螺桿，依次對(duì)角進(jìn)行鎖緊螺桿[3]。

夾具定位：夾頭主要用于裝夾毛坯，保證加工產(chǎn)品的同軸度及其技術(shù)要求作用。夾頭主要用于裝夾已加表面并起定位、夾緊作用。夾具有支承面大，支承鋼度好，定位精度高，夾具成本低，容易裝夾應(yīng)用[4]。

4 刀具材料與角度、設(shè)計(jì)

車、銑、鉆工序刀具采用一般的可換式硬質(zhì)合金車刀，刀片的材料為YG3，攻絲刀具采用HSS高速鋼材料[5]。

為了減少裝夾次數(shù)，確保一次裝夾完成所有工序要求，因車床裝刀具容量有限，為此特別設(shè)計(jì)了一些非標(biāo)鉆孔刀具[6]。如圖3所示。

圖3 非標(biāo)類鉆孔刀具

5 零件加工的檢測(cè)方法

內(nèi)孔用通止規(guī)檢測(cè)，螺紋也用通止規(guī)、長(zhǎng)度用卡尺測(cè)量；

偏心部分、中心鉆、形位公差采用三坐標(biāo)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)；

6 加工時(shí)的注意事項(xiàng)

工件裝夾要牢固，防止車削時(shí)打滑飛出傷人和扎刀，車削中最好采用銅切削油進(jìn)行冷卻加工[7]，所有刀具的卷屑槽幾何形狀，切削時(shí)盡量使其順著排屑槽排離工件，以防切屑刮傷工件已加工表面，零件擺放整齊，切勿用手觸摸零件已加工表面、以防氧化[8]。

7 結(jié)語

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，該零件的加工工藝、夾具設(shè)計(jì)、刀具等均合理有效。解決了在數(shù)控車床加工零件時(shí)；因裝夾產(chǎn)品不方便、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、定位精度問題、產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)成本等難點(diǎn)。利用該夾具方便、輕松、穩(wěn)定可靠，而且在連續(xù)加工過程中，可以確保達(dá)到圖紙所要求的加工精度，這樣既保證了零件的加工質(zhì)量不合率產(chǎn)生（從原來3%下降至0.5%），提高了零件的生產(chǎn)效率2倍，也減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。