《機(jī)械制造工藝裝備》課件第8章

第8章機(jī)械制造技巧、竅門(mén)集粹

8.1車(chē)床、車(chē)削部分

8.2磨床、磨削及拋光部分

8.3鉆、鉸、攻削部分

8.4刨、

銑部分

8.5鉗工和其他部分

8.1車(chē)床、車(chē)削部分

1.反刀架代替跟刀架的雙刀對(duì)車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸

用普通車(chē)床加工長(zhǎng)軸、銷(xiāo)、小套及薄墊等工件時(shí),方刀架上一般裝兩把車(chē)刀,來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)方刀架換刀,效率不高,方刀架重復(fù)定位精度差,容易造成工件尺寸誤差。按圖8－1所示做一套反刀架,裝在方刀架右前方位置,形成方刀架和反刀架上可各裝一把車(chē)刀,這樣就不用來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)方刀架了。另外一種實(shí)施反刀架的方案如圖8－2所示,為利用車(chē)床尾座和方刀架上裝夾的兩把刀具對(duì)工件的外圓同時(shí)進(jìn)行加工。雙刀對(duì)車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸可將徑向力抵消,不需跟刀架也能防止單刀車(chē)削時(shí)的工件彎曲變形而讓刀產(chǎn)生鼓形誤差,而且粗精加工同步實(shí)施,有助于提高生產(chǎn)率。圖8－1反刀架示意圖

圖8－2用方刀架和尾座同時(shí)車(chē)外圓

2.利用鋼絲帶動(dòng)中拖板車(chē)較長(zhǎng)錐孔

當(dāng)車(chē)削比較長(zhǎng)和直徑又比較大的錐孔時(shí),在無(wú)溜板和小刀架行程長(zhǎng)度不夠的情況下,可采用圖8－3所示的利用鋼絲帶動(dòng)中拖板絲杠旋轉(zhuǎn),使中拖板移動(dòng)來(lái)車(chē)削錐孔。

計(jì)算鋼絲滾筒直徑。已知鋼絲直徑d,中拖板絲杠的螺距P,工件錐孔的斜角α,求滾筒直徑D。

D=P/πtanα-d

圖8－3車(chē)削錐孔示意圖

例:已知鋼絲直徑d=1.5mm,中拖板絲杠螺距P=5mm,工件錐孔斜角α=1°30′,求滾筒直徑D。代入上式:D=59.35mm,做好滾筒,裝夾在中拖板千分箍處,初步調(diào)整好刀架的橫向位置,按圖所示拉好鋼絲,把大拖板移動(dòng)到起始走刀處,用小拖板吃好刀,再把滾筒上的鋼絲拉緊,即可走刀車(chē)削。車(chē)內(nèi)錐孔的走刀方向,是從錐孔的小端向大端走刀,以克服中拖板絲杠和螺母間的間隙。

采用此方法車(chē)削內(nèi)錐孔,也可用來(lái)車(chē)外錐體。最好先把錐孔粗車(chē)成小端直徑的直孔,再車(chē)錐孔,縮短輔助時(shí)間。車(chē)削過(guò)程中,中拖板移動(dòng)均勻,工件表面粗糙度可達(dá)Ra1.6μm。

3.自動(dòng)走刀拉直槽

在C620或CA6140普通車(chē)床上拉油槽或鍵槽,操作者一般在停車(chē)狀態(tài)下,右手搖中拖板手柄,掌握進(jìn)刀和退刀,控制拉削深度;左手搖動(dòng)大拖板手柄使大拖板往復(fù)移動(dòng),進(jìn)行拉削。這種方法十分費(fèi)力。若采用自動(dòng)走刀,就可以省力,其方法如下:將床頭箱主軸變速手柄扳至空擋,把車(chē)螺紋與增大螺距手柄扳至加大螺距擋位。這樣開(kāi)動(dòng)車(chē)床后,主軸不轉(zhuǎn),而運(yùn)動(dòng)則通過(guò)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)傳給溜板箱,使溜板箱連同刀架一起沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng),刀具便在工件孔中拉出直槽。

4.在車(chē)床上加工橢圓軸

如圖8－4所示的為旋風(fēng)車(chē)削法加工橢圓軸的示意圖。工件通過(guò)旋風(fēng)體的內(nèi)孔,而且工件回轉(zhuǎn)中心同旋風(fēng)盤(pán)上的刀具旋轉(zhuǎn)平面成一夾角α,α角的計(jì)算公式為

cosα＝a/b式中:a—橢圓的短軸長(zhǎng)度(mm);

b—橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度(mm)。圖8－4橢圓軸的加工

旋風(fēng)盤(pán)由另外的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。刀具的刀尖旋轉(zhuǎn)直徑應(yīng)等于被加工工件的橢圓長(zhǎng)軸,其調(diào)整的方法,可用移動(dòng)車(chē)刀的位置來(lái)進(jìn)行。為了提高加工效率和工件表面質(zhì)量,可在旋風(fēng)盤(pán)上同時(shí)裝夾兩把或多把刀具,分別用于粗精加工。注意刀具的回轉(zhuǎn)中心與工件的中心線的交點(diǎn)應(yīng)在刀具刀尖點(diǎn)的回轉(zhuǎn)平面內(nèi),否則偏移中心太大,會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)車(chē)削而使得工件報(bào)廢。在切削過(guò)程中,工件始終不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

5.在車(chē)床上加工橢圓孔

圖8－5所示的為在車(chē)床上加工橢圓孔。裝夾刀具的長(zhǎng)刀桿7由兩支架2和8支承,刀桿7與主軸之間用萬(wàn)向接頭連接,使刀具隨主軸一起旋轉(zhuǎn)。工件裝夾在中拖板上,用大拖板縱向自動(dòng)進(jìn)給。刀具的刀尖旋轉(zhuǎn)平面與工件中心線成一夾角α,α角的計(jì)算參照上題。刀具的刀尖的旋轉(zhuǎn)直徑,等于被加工橢圓孔的長(zhǎng)軸,刀具伸出的長(zhǎng)短,可改變橢圓孔長(zhǎng)軸的大小。根據(jù)被加工橢圓孔長(zhǎng)短軸比值的不同,調(diào)整支架2和支架8,借以改變刀具的旋轉(zhuǎn)平面與工件中心線的夾角。此種方法僅適用于橢圓孔長(zhǎng)軸較大的工件加工。

圖8－5橢圓孔的加工

6.巧獲微量進(jìn)刀

在車(chē)削加工中,經(jīng)常遇到一些精度要求較高的工件,由于中拖板橫向移動(dòng)的千分箍每小格進(jìn)刀深度刻度值為0.05mm,在微量進(jìn)刀時(shí)不易掌握。為了解決精確的微量進(jìn)刀,可將車(chē)床的小拖板扳一個(gè)角度,巧用三角形對(duì)邊與斜邊的關(guān)系,用小拖板的縱向移動(dòng)來(lái)代替中拖板的橫向進(jìn)刀,而獲得微量進(jìn)刀,如圖8－6所示。

圖8－6車(chē)床小滑板微量進(jìn)刀法的工作原理

例如,C620-1車(chē)小拖板千分箍刻度值為0.05mm,如果要獲得橫向進(jìn)刀值為0.005mm時(shí),可以通過(guò)計(jì)算和查三角函數(shù)表。[FC(]sinα=0.005/0.05=0.1α=5°44′[FC)]

因此,只要把小拖板扳成5°44′,小拖板的千分箍每移動(dòng)一小格,橫向進(jìn)刀可獲得0.005mm的切削深度。

7.在車(chē)床上繞制彈簧的方法

在車(chē)床上繞制彈簧,一般采用冷繞法,適用6mm直徑以下的鋼絲,其基本原理與車(chē)螺紋相同。鋼絲直徑在3mm以上時(shí),經(jīng)光亮退火以后繞制較好。繞制彈簧的主要工具是心軸和夾持鋼絲用的壓板?？紤]到繞后直徑擴(kuò)大,心軸直徑要比彈簧內(nèi)徑小,一般為彈簧內(nèi)徑的0.7～0.9倍,心軸長(zhǎng)度比彈簧長(zhǎng)些。熱繞彈簧時(shí),心軸直徑應(yīng)等于彈簧內(nèi)徑。

鋼絲端部放入心軸一端的槽或孔中,用卡爪夾緊予以固定。在距心軸外100～120mm處,將鋼絲用壓鐵(見(jiàn)圖8－7(b))裝夾上方刀臺(tái)上,壓緊力的大小,以用力搖動(dòng)中拖板刀架恰能抽出鋼絲為宜,不宜太緊或太松,否則影響繞制出彈簧的直徑與螺距。為了方便裝夾與安全,通常把鋼絲端部裝夾在車(chē)床車(chē)頭一端,大拖板向尾座方向運(yùn)動(dòng),如圖8－7(a)所示。當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時(shí),繞出的是右旋彈簧;車(chē)床主軸正轉(zhuǎn)時(shí),繞出的是左旋彈簧。主軸轉(zhuǎn)速一般為(80～150)r／min,不宜太高。

圖8－7車(chē)床上繞制彈簧

冷繞彈簧成形后,當(dāng)松開(kāi)鋼絲壓鐵,由于彈性的作用,彈簧的內(nèi)、外徑都會(huì)不同程度的擴(kuò)大,其擴(kuò)大量與鋼絲壓鐵的壓緊力有關(guān)。如選用的心軸直徑繞出的彈簧直徑大,則可增加對(duì)鋼絲的壓緊力;反之,可減小壓緊力。

8.用主軸反頂尖車(chē)軸類(lèi)工件

車(chē)床主軸反頂尖的用途是,將它裝在車(chē)床主軸錐孔內(nèi),與尾座上的活頂尖配合起來(lái)裝夾軸類(lèi)工件,加工軸的外圓,如圖8－8所示。

圖8－8反頂尖使用示意圖

反頂尖尾部錐體與主軸錐孔相配合,工件定位錐孔大端直徑應(yīng)比被加工工件外徑大7～8mm,內(nèi)錐孔錐體半角為15°～20°,它與主軸的旋轉(zhuǎn)中心跳動(dòng)不大于0.02mm,以保證較高的定位精度,也可在內(nèi)錐面上加工成鼠齒牙,以防止工件切削時(shí)打滑。光滑錐面制造簡(jiǎn)單,正確使用,不僅軸的端部沒(méi)有刻痕,同樣也可達(dá)到滿(mǎn)意的效果。反頂尖用工具鋼或45號(hào)鋼制造,淬火硬度HRC42～45。工件是靠反頂尖和活頂尖頂緊時(shí)的摩擦力來(lái)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的,車(chē)削前必須用力擰緊車(chē)床尾座手柄,否則會(huì)造成打刀。

9.利用車(chē)床大拖板走刀鉆孔的夾具

在車(chē)床上鉆孔,除一般用車(chē)床尾座手動(dòng)進(jìn)刀鉆孔外,還可以用圖8－9所示的鉆頭夾具裝在車(chē)床方刀臺(tái)上,用大拖板自動(dòng)走刀來(lái)鉆孔。此方法可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,加快退刀排屑與進(jìn)刀速度,節(jié)約輔助時(shí)間,提高工作效率,并可以選擇和控制合理的進(jìn)給量等優(yōu)點(diǎn)。

圖8－9鉆孔夾具

制作時(shí),先按車(chē)床規(guī)格與鉆頭錐柄的大小,加工出夾具的外形,然后將它裝夾在車(chē)床方刀臺(tái)上,車(chē)床主軸裝夾鉆頭和錐度鉸刀,加工出莫氏錐孔,這樣就可以保證錐孔與車(chē)床旋轉(zhuǎn)中心等高;也可以選擇同型車(chē)床最小刀臺(tái)中心高劃線后車(chē)削錐孔,在使用時(shí)用刀墊來(lái)調(diào)整錐孔中心線與車(chē)床主軸中心線的高度。裝夾好鉆頭鉆孔時(shí)的橫向調(diào)整,用移動(dòng)中拖板進(jìn)行。莫氏錐孔號(hào)數(shù),應(yīng)選擇本機(jī)床所使用鉆頭上的最大號(hào)數(shù),在使用小鉆頭時(shí),錐柄上加套管。

用此夾具除裝夾鉆頭鉆孔外,還可以裝夾鉸刀、浮動(dòng)鏜刀、攻螺紋夾頭、扳牙架等工具。

10.旋壓加工薄壁回轉(zhuǎn)體工件

在日常生產(chǎn)和生活中,有不少薄壁空心回轉(zhuǎn)體工件或生活用具,是采用旋壓加工而制成的。如景泰藍(lán)花瓶、壇、罐,工業(yè)生產(chǎn)中的盤(pán)形、筒形、半球形和錐形工件。它不僅具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,同切削加工相比可節(jié)約大量的原材料,提高產(chǎn)品使用性能和質(zhì)量,而且它的生產(chǎn)效率比切削加工高幾十倍以上。

旋壓成型加工,是一種無(wú)切屑加工工藝。其成型原理是:利用塑性金屬在冷態(tài)或熱態(tài)下,車(chē)床主軸上心軸旋轉(zhuǎn)和沿心軸相對(duì)移動(dòng)的圓弧形旋壓輪,對(duì)薄壁坯料施加一定的壓力,使坯料隨心軸的形狀產(chǎn)生塑性變形而形成空心回轉(zhuǎn)體工件。

圖8－10車(chē)床上旋壓示意圖

旋壓前,先按工件的形狀與尺寸加工一個(gè)心軸,裝夾在車(chē)床主軸上,然后將事先備好的圓形坯料,用頂蓋和活頂尖擠壓在心軸的端面上,并按外圓校正,再開(kāi)動(dòng)車(chē)床,這樣心軸和坯料就一起旋轉(zhuǎn),使旋壓輪在一定壓力下接觸工件坯料,帶動(dòng)旋壓輪被動(dòng)高速旋轉(zhuǎn),按其工件成形的方向進(jìn)行縱向走刀,如圖8－10所示。走刀的次數(shù)與方向,視坯料逐步變形的情況,一般不能一次走刀旋壓成形,否則會(huì)出現(xiàn)褶紋,而使工件報(bào)廢。在縱向走刀旋壓的過(guò)程中,橫向必須逐步退刀,每走刀旋壓一次,逐步加大縱向走刀長(zhǎng)度,減小橫向退刀長(zhǎng)度,經(jīng)過(guò)多次對(duì)坯料進(jìn)行旋壓,使之形成所要求的工件。

旋壓時(shí)的工件速度為80～150m／min,縱向進(jìn)給量為0.15～0.5mm／r。旋壓輪與工件的接觸角以30°最佳,圓弧半徑以2mm為好。旋壓壁厚在4mm以上時(shí),采用氧乙炔焰加坯料先加熱,使其軟化,再進(jìn)行旋壓。

11.不停車(chē)裝卸零件打中心孔裝置

若是在普通的臥式車(chē)床上面利用卡盤(pán)裝夾零件必須停車(chē),而頻繁開(kāi)停車(chē)既費(fèi)時(shí)又加劇機(jī)床的磨損,而且打中心孔的效率低。圖8－11所示的為適用于普通車(chē)床不停車(chē)裝卸零件并可鉆孔的一種簡(jiǎn)易裝置。此種裝置由前后兩部分組成。前一部分由定位軸、軸承、支承套、中心鉆、彈簧、定位套組成,其定位軸的外錐與車(chē)床主軸內(nèi)錐孔配制;后一部分為反頂尖定位件,其外錐與車(chē)床尾座套筒內(nèi)錐孔配制,另一端有內(nèi)錐孔,用來(lái)確定和裝置零件,內(nèi)錐孔帶有齒紋以便增加摩擦力。零件裝在定位套及反頂尖的內(nèi)錐孔中,內(nèi)錐角一般為40°～50°為宜。支承套、定位套的圓柱內(nèi)孔與定位軸外圓配合座有0.06～0.08mm的間隙,在定位套上銑有4個(gè)寬5～7mm的缺口槽,便于觀察中心孔加工的深度。彈簧內(nèi)徑與定位套、支承套外徑緊密配合。中心鉆裝在定位軸前端的內(nèi)圓柱孔中,間隙0.01～0.02mm,靠定位套的頂絲將中心鉆固牢。

圖8－11不停車(chē)裝卸工件鉆中心孔

工作原理:中心鉆及定位軸、軸承內(nèi)圈隨車(chē)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng);而定位套、彈簧、支承套與軸承外圈連為一體不轉(zhuǎn)動(dòng)。搖動(dòng)尾座手輪使套筒推動(dòng)后反頂尖左移前進(jìn),隨之零件也推動(dòng)定位套左移,壓縮彈簧、中心鉆和零件逐漸接觸鉆出中心孔,可從觀察槽中看到中心孔加工的深度。鉆完中心孔后,手扶零件,同時(shí)在使后反頂尖的退出中,零件自動(dòng)卸下,即完成一端中心孔的加工。如更換定位套可擴(kuò)大加工范圍,工作效率每分鐘可加工5～6個(gè)零件,提高工效4～5倍,位置精度小于（或等于）0.1mm。采用上述裝置省時(shí)、省力,又可降低機(jī)床的磨損,延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。

12.巧車(chē)薄板外圓

機(jī)械加工中,對(duì)于薄板零件一般都采用沖壓成型工藝。對(duì)于厚度在2mm、外圓精度要求高、表面粗糙度較低的零件(如精沖壓成型)很難保證。為了實(shí)現(xiàn)在車(chē)床上進(jìn)行加工,現(xiàn)把卡盤(pán)的三爪調(diào)到適當(dāng)位置,尾座上平頂尖,零件先劃好線,然后放在三爪頂端找正,用頂尖頂住,再用切斷刀從端面車(chē)成外圓,如果零件精度和表面粗糙度要求很高,可分幾次進(jìn)刀車(chē)削(見(jiàn)圖8－12)。為此,凡不能用三爪夾緊的而且精度要求又高的薄板零件,都可以用這種方法加工,擴(kuò)大了車(chē)床加工范圍。

圖8－12巧車(chē)薄板外圓

13.普通車(chē)床改造為多孔鏜床

箱體類(lèi)零件加工一般都需經(jīng)平面加工,以及鏜、擴(kuò)、鉸、鉆及攻螺紋等工序。對(duì)于中小企業(yè),孔系加工是工廠新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的薄弱環(huán)節(jié)。為此,介紹一種“上馬”比較快的孔系加工工藝方案:普通車(chē)床改造為多孔鏜床。

如圖8－13所示,在床頭箱右側(cè)的導(dǎo)軌上設(shè)計(jì)裝夾簡(jiǎn)易主軸箱,并在車(chē)床床頭箱主軸孔內(nèi)裝設(shè)驅(qū)動(dòng)齒輪,用于向新設(shè)計(jì)的主軸箱傳遞扭矩。同時(shí)將車(chē)床大拖板上中拖板拆掉后,在頂面裝夾鏜孔夾具,用于工件的定位、夾緊,這樣工件隨大拖板可沿床身導(dǎo)軌進(jìn)行機(jī)動(dòng)或手動(dòng)移動(dòng),以完成進(jìn)給和退刀運(yùn)動(dòng)。圖中所示為設(shè)鏜模方案,也可以不設(shè)鏜模。不設(shè)鏜模方案用于刀桿與主軸箱主軸間剛性連接的條件,要求主軸箱孔系精度較高,適于工件被加工孔間距較小的情況,設(shè)有鏜模方案用于刀桿與主軸箱主軸活動(dòng)連接或浮動(dòng)連接的條件。工件加工精度靠鏜模保證,對(duì)主軸箱孔系精度要求較低,適于工件被加工孔間距較大的情況。

圖8－13改制方案布置

14.C512A立車(chē)改造成立式磨床

某廠大型沖模的磨削加工,需要加工直徑達(dá)1700mm的磨床。為此,利用一臺(tái)舊C512A立式車(chē)床改造成單柱立式磨床,同時(shí),加工直徑由原來(lái)立車(chē)的1250mm增至1700mm,使用效果良好。該磨床采用端面磨法磨削平面、圓周磨法磨削內(nèi)外圓及內(nèi)外圓錐表面。機(jī)床的改裝結(jié)構(gòu)不復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

改造方案如圖8－14所示,其改造要點(diǎn)為:將原機(jī)床側(cè)刀架、下進(jìn)給箱及五角立刀架拆除;原工作臺(tái)底座1與立柱10之間增加聯(lián)接板11,并在原工作臺(tái)上置加層(新工作臺(tái))4來(lái)加大工作臺(tái)尺寸及回轉(zhuǎn)直徑,以滿(mǎn)足最大的加工直徑的要求;通過(guò)精修原立車(chē)工作臺(tái)圓導(dǎo)軌面,提高主軸軸承精度,自磨舊工作臺(tái)面等措施,提高新工作臺(tái)的精度;在原立刀架處新增設(shè)磨頭5,磨頭中心與工作臺(tái)中心應(yīng)重合,同時(shí)調(diào)整配重塊8,保證磨頭上下運(yùn)動(dòng)的靈活性,并注重磨頭的精度和剛度要求;調(diào)整工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速和刀架水平進(jìn)給速度的范圍,以滿(mǎn)足磨削工藝參數(shù)要求;新增冷卻系統(tǒng)。

圖8－14立車(chē)改成立式磨床

15.車(chē)削快裝易卸的心軸

當(dāng)一零件車(chē)好一端面和內(nèi)孔時(shí),需車(chē)另一端,可采用圖8－15所示的心軸,快裝易卸,十分方便。

圖8－15快換心軸

8.2磨床、磨削及拋光部分

1.超長(zhǎng)深孔磨削、拋光技術(shù)

欲對(duì)直徑為20～300mm,長(zhǎng)度大于500mm的管件內(nèi)孔進(jìn)行磨削和拋光。問(wèn)題是常規(guī)工具到達(dá)不了內(nèi)孔深處或工具頭剛性變差,使得任務(wù)無(wú)法完成或質(zhì)量沒(méi)法保證。

解決辦法如下,采用柔性的砂帶磨削方法如圖8－16所示,開(kāi)口砂帶穿過(guò)內(nèi)孔后接上接頭成為閉環(huán)砂帶,在驅(qū)動(dòng)輪和張緊輪帶動(dòng)下高速運(yùn)轉(zhuǎn),作為磨拋的主運(yùn)動(dòng),壓縮空氣袋在壓力空氣作業(yè)下使得砂帶與工件保持穩(wěn)定均勻接觸,并軸向移動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f,工件低速回轉(zhuǎn)n使得圓周得到磨拋,由于壓縮空氣壓力穩(wěn)定,因此磨拋均勻,而且系統(tǒng)性剛性與加工深度無(wú)關(guān)。也可以采用圖8－17所示的形式和圖8－18所示的開(kāi)式砂帶磨削形式。諸多內(nèi)孔都可以用此方法,如模具引料桿內(nèi)錐孔。

圖8－16接頭砂帶磨拋超長(zhǎng)深孔

圖8－17無(wú)接頭砂帶磨拋原理圖

圖8－18開(kāi)式砂帶磨拋原理圖

2.砂帶恒力磨削大型筒體內(nèi)表面

某廠要生產(chǎn)的大型聚脂反應(yīng)釜筒體的材質(zhì)為奧氏體不銹鋼1Cr18NigTi,其重量約1.6t,屬于大型工件。工件要求加工的內(nèi)表面面積較大,加工粗糙度值較小,為Ra0.1μm。生產(chǎn)廠加工該工件的前道工序?yàn)?先把不銹鋼板剪裁成三段矩形,再分別旋壓成圓柱形筒體后將接口沿母線焊合,去除焊縫疤痕后再進(jìn)行形狀(圓度)校正,最后將三段筒體焊成較長(zhǎng)的筒體,并使三條直焊縫在圓周上相互錯(cuò)開(kāi)120°。整個(gè)工件由5道焊縫連成,筒身焊合圓度誤差較大,達(dá)15mm。

采用砂帶磨削加工大型筒體的加工原理和加工運(yùn)動(dòng)見(jiàn)圖8－19。驅(qū)動(dòng)輪在主電機(jī)帶動(dòng)下高速運(yùn)轉(zhuǎn)(n1),帶動(dòng)砂帶作高速磨削運(yùn)動(dòng)(n1);工件(筒體)在托架滾輪驅(qū)動(dòng)下作低速旋轉(zhuǎn)(n2),實(shí)現(xiàn)工件圓周磨削進(jìn)給運(yùn)動(dòng);磨頭固定于伸縮臂上,伸縮臂的軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)砂帶磨頭作軸向自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng);此外還有調(diào)整磨頭對(duì)工件吃刀量的徑向運(yùn)動(dòng),此運(yùn)動(dòng)也由伸縮臂上下調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。有了這四個(gè)運(yùn)動(dòng),理論上能保證對(duì)工件全內(nèi)表面進(jìn)行磨削,但實(shí)際上由于工件圓度誤差(≥15mm)的存在,砂帶磨頭有一定彈性,也難以補(bǔ)償這么大的誤差值,即使能補(bǔ)償,也會(huì)造成磨削力不均勻,引起磨削余量不一致,導(dǎo)致筒體壁厚不均勻。

圖8－19加工原理與運(yùn)動(dòng)

圖8－20磨頭布置與浮動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)原理

3.汽車(chē)弧形石棉制動(dòng)片的砂帶磨削

圖8－21所示的汽車(chē)制動(dòng)片,其材質(zhì)主要是石棉,加上一些合成添加劑。為了確保汽車(chē)制動(dòng)的可靠性,對(duì)制動(dòng)片的弧形面及厚度要求較嚴(yán)。

圖8－21弧形石棉制動(dòng)片

根據(jù)其工件(石棉材料)制造過(guò)程可知,弧形精度主要由熱壓脫坯工序保證,而弧面的粗糙狀況及厚度則由本文所介紹的方法來(lái)完成。零件在磨削加工前是熱壓脫坯冷卻的毛坯,其表面較光滑,厚度不均且上下周邊處有“飛邊”,原始加工狀況相對(duì)較差。內(nèi)外弧面要求弧面粗糙度均勻,厚度誤差小,且不改變?cè)瓉?lái)的弧形精度。生產(chǎn)廠原采用柱形砂輪加工弧面,結(jié)果因砂輪堵塞根本無(wú)法進(jìn)行。

砂帶是一種涂附磨具,涂附磨具多數(shù)采用靜電植砂方式制作,利用高壓靜電吸附原理,使經(jīng)過(guò)精選的磨粒能按自身長(zhǎng)軸方向定向排布,且分布均勻,因而其等高性好,磨粒鋒刃朝外具有較好的容屑和排屑條件。涂附磨具一般只有一層磨粒,加工中無(wú)需修磨,在磨粒鈍化后只需將其更換下來(lái)便可。弧形石棉材質(zhì)制動(dòng)片砂磨設(shè)備的工作原理及結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖8－22。磨頭工作時(shí)作高運(yùn)轉(zhuǎn)(n2),為主運(yùn)動(dòng),支承輪1低速運(yùn)轉(zhuǎn)(n1),弧形制動(dòng)片位于1、3兩輪之間,工件送入兩輪間隙中,在1、3兩輪的綜合作用下工件便自動(dòng)通過(guò)。由于n2極高,工件通過(guò)中便連續(xù)進(jìn)行磨削。圖中是磨外弧面的情形;磨內(nèi)弧面為圖中虛線所示。由于磨削時(shí)工件母線與磨頭母線呈線接觸,故工件在加工后能很好地保持原有的形狀位置精度。針對(duì)不同厚度的工件,可以通過(guò)調(diào)整手柄4及絲桿機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整磨頭與支承輪1的中心距。從以上可見(jiàn),其加工方法和設(shè)備結(jié)構(gòu)都是非常簡(jiǎn)單的。

圖8－22工作原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖8－23研磨球頭示意圖

4.球頭簡(jiǎn)易研磨方法

為了提高球頭工件球頭的圓度和降低表面粗糙度,可采用圖8－23所示的研磨方法。通過(guò)研磨后球頭的圓度可小于0.005mm,表面粗糙度可達(dá)Ra0.21μm以下,是一種簡(jiǎn)而易行的提高球頭精度的好方法。

研磨管的材料,一般選用灰鑄鐵。磨料應(yīng)選剛玉或碳化硅。粒度為100＃-W14,可用礦物油或動(dòng)物油調(diào)成糊狀。研磨時(shí),工件速度為15～20m／min,把鑄鐵管套在球頭上,涂上帶有磨料的研磨劑,一邊擺動(dòng)鑄鐵管2,并一邊自轉(zhuǎn),用手施加一定的壓力,進(jìn)行研磨,直到達(dá)到要求為止。

5.修磨活頂尖60°錐面的方法

活頂尖是車(chē)床的常用夾具,而且使用較頻繁。但在使用的過(guò)程中,由于使用不當(dāng),造成60°錐面尖部斷裂、刀具劃傷、表面磨損而影響使用或造成報(bào)廢,給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。但是,只要頂尖內(nèi)的轅承不壞,就可以在普通的外圓磨床上把60°錐面修磨好,使活頂尖繼續(xù)正常使用。如圖8－24所示。

圖8－24磨削活頂尖

修磨的方法:把活頂尖的莫氏錐柄插入在磨床頭架主軸錐孔內(nèi),把頭架逆時(shí)針扳轉(zhuǎn)30°,然后在60°錐體后的圓柱面套繞一根小線繩,用手各拉小線繩的一頭,在磨削的過(guò)程中,用雙手來(lái)回拉動(dòng)線繩,利用線繩與圓柱面的摩擦力,帶動(dòng)頂尖旋轉(zhuǎn),直至繩索盡頭為止。此種修磨方法的特點(diǎn)是采用拉動(dòng)線繩帶動(dòng)頂尖旋轉(zhuǎn)來(lái)代替雞心撥盤(pán),具有體積小,操作方便,加工時(shí)的頂尖定位基準(zhǔn)與頂尖工作基準(zhǔn)統(tǒng)一重合,位置精度好。修磨一個(gè)活頂尖,一般只需2～3min,其效率比較高。

6.外圓強(qiáng)力磨削

這種強(qiáng)力磨削是通過(guò)加大磨削深度來(lái)提高金屬切除率的。這里介紹的是把砂輪修成多階臺(tái)式,形成多層磨削來(lái)實(shí)現(xiàn)一次基本達(dá)到所需尺寸,如圖8－25所示。

圖8－25強(qiáng)力磨削示意圖

先用金剛石砂輪修整筆,把砂輪修成約0.05mm深、6～7mm寬的多個(gè)階臺(tái),根據(jù)工件磨量大小進(jìn)行吃刀,最好留0.03～0.05mm的精磨余量,直至磨成要求尺寸。磨削中,注意縱向進(jìn)給量不宜過(guò)大,工作中要供給充足的切削液;砂輪使用鈍了后,仍然要按上述方法進(jìn)行修整。

7.薄片工件的磨削方法

(1)墊彈性墊片。工件裝夾時(shí),在工件與電磁盤(pán)之間墊一層很薄的橡皮或海綿,厚度大約0.5mm。當(dāng)工件被吸緊時(shí),由于橡皮或海綿能夠壓縮,因而工件的彈性變形減小,磨出的平面就比較平直。工件這樣反復(fù)翻身磨幾次,平面度達(dá)到要求后,再直接放在電磁盤(pán)上進(jìn)行磨削,直到工件達(dá)到圖樣要求為止。如圖8－26(d、e、f)所示。

圖8－26薄片工件的磨削

(a)毛坯翹曲;(b)電磁工件臺(tái)吸緊;(c)磨后松開(kāi)，工件翹曲;

(d)磨削凸面;(e)磨削凹面;(f)磨后松開(kāi)，工件平直

(2)在工件與電磁盤(pán)的空隙中墊紙。將工件放在平板上,用眼睛觀察工件與平板的空隙部位的大小,再在空隙處墊上合適厚度的紙,然后以墊平的一面作定位基準(zhǔn)面,吸在電磁盤(pán)上磨反面,以后再這樣反復(fù)翻身磨幾次,就能得到較平的平面。

(3)涂白蠟。在工件表面涂一層白蠟,然后在較平的砂輪端面上摩擦,使工件凸部上的白蠟?zāi)ト?，凹部的白蠟留?再放在平板上檢查,如工件平面較平,就以它為定位基準(zhǔn),放至電磁盤(pán)上磨削第一個(gè)平面,然后在反復(fù)翻身磨兩面。

8.在內(nèi)圓磨床或萬(wàn)能外圓磨床上磨削內(nèi)球面

在萬(wàn)能外圓磨床上磨削內(nèi)球面,如圖8－27所示。磨削工件裝夾在頭架的三爪卡盤(pán)上,并用百分表找正,然后把頭架攢一個(gè)角,再根據(jù)球面直徑計(jì)算出所需砂輪的直徑,把選定砂輪裝夾在內(nèi)圓磨頭上,用金剛石筆將砂輪修整到所需要的尺寸，砂輪的徑向跳動(dòng)量減小。然后再橫向移動(dòng)砂輪架,使砂輪軸巷與工件軸線交于球心。這時(shí)就可以開(kāi)動(dòng)機(jī)床,移動(dòng)工件接近砂輪進(jìn)行磨削。為了達(dá)到沿砂輪軸向的微量進(jìn)給,可裝一百分表7及擋鐵6定位,轉(zhuǎn)動(dòng)縱向進(jìn)給手輪,進(jìn)行進(jìn)給。

圖8－27磨內(nèi)球面示意圖

砂輪直徑do和頭架應(yīng)扳α角計(jì)算：d0＝［D(D/2+K)］1/2

式中:d0—砂輪直徑(mm);

D—球面直徑(mm);

K—球面大于或小于半徑時(shí)的高度。當(dāng)工件球面大于半圓時(shí)為正值,小于半圓時(shí)為負(fù)值,等于半圓時(shí)為零。α角的計(jì)算:

sinα＝d0/D

α—頭架應(yīng)扳的角度(°);

d0—砂輪直徑(mm);

D—球面直徑(mm)。

9.巧用橡皮墊保證磨削加工質(zhì)量

對(duì)圖8－28所示的長(zhǎng)臂工件,需要磨削兩頭凸臺(tái)端面。按照常規(guī)的磨削方法,把它直接放在電磁盤(pán)工作臺(tái)上磨削,由于磁吸力的作用,工件產(chǎn)生變形,磨完后質(zhì)量不合格。

圖8－28磨長(zhǎng)臂工件

10.浸二硫化鉬的砂輪

在常溫下,把粉狀二硫化鉬與無(wú)水乙醇的混合液放入防止乙醇揮發(fā)密閉性良好的容器中,再把普通砂輪放在溶液中,浸泡14h后,取出自然干燥18～20h,干透后即可使用。經(jīng)多次應(yīng)用,這種砂輪的磨削性能得到很大的提高,各方面的效益都很突出,深受大家歡迎。

用浸過(guò)的氧化鋁砂輪,對(duì)高碳鋼、滲碳鋼和高速鋼進(jìn)行磨削可以直觀看出磨削火花是連續(xù)的,當(dāng)干磨時(shí)工件的溫升極小,磨削深度為0.3mm時(shí),也不產(chǎn)生退火和燒傷現(xiàn)象。工件表面粗糙度可達(dá)Ra0.2～0.1μm,砂輪長(zhǎng)時(shí)間保持鋒利,切削效率比未浸二硫化鉬的砂輪高2～3倍。

浸二硫化鉬的砂輪磨削特點(diǎn):

(1)用它磨削工件時(shí),整個(gè)磨削過(guò)程是在有二硫化鉬充分潤(rùn)滑情況下進(jìn)行的,排屑性能良好,砂輪不易堵塞,被磨削表面光滑,用30倍工具顯微鏡觀察切屑,多數(shù)是帶狀的,極少成擠裂狀或崩碎狀,這說(shuō)明砂輪的切削性能十分良好。

(2)磨削中產(chǎn)生的切削熱,95％由切屑帶走,使工件熱變形小,對(duì)于薄壁和細(xì)長(zhǎng)工件更為重要。

(3)經(jīng)過(guò)浸過(guò)的氧化鋁砂輪,有3／4的磨粒保持鋒利,有1/4的磨粒半鈍化狀態(tài),無(wú)鈍化磨粒,說(shuō)明浸二硫化鉬的砂輪其磨粒不易鈍化,使用壽命長(zhǎng)。

(4)對(duì)磨削銅、鋁等有色金屬時(shí),砂輪也不易堵塞,排屑暢快,其效率可提高2～3倍。

11.用鐵絲束研磨小孔

在生產(chǎn)中,可能遇到研磨小方孔或其他形狀的孔,一般采用與孔形狀相同的研磨棒研磨,研磨棒很快磨損不能再用。為此,就改用鐵絲(或銅絲)束來(lái)研磨,即在孔中穿滿(mǎn)0.2～0.5mm的細(xì)鐵絲,以代替研磨棒,再在上面涂上研磨劑,來(lái)回拉動(dòng)鐵絲束,細(xì)鐵絲束根據(jù)孔的形狀自動(dòng)變換位置,就把孔的四周都研磨到。研磨方法如圖8－29所示,在主軸和回轉(zhuǎn)頂尖上均裝夾有卡鐵絲工具,卡住鐵絲的兩端,并將鐵絲拉緊。由主軸帶動(dòng)鐵絲轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為750～1200r／min,用手操持工件使之在鐵絲上作往復(fù)的移動(dòng),則加工出的內(nèi)孔精度可達(dá)到IT7級(jí),表面粗糙度Ra0.8μm以上,這種研磨的方法,十分簡(jiǎn)單有效。

圖8－29用鐵絲作研磨工具及其使用方法

12.在平板玻璃上鉆孔

利用研磨的原理,在平板玻璃上鉆孔。將研磨劑涂敷在研磨頭和玻璃表面,研磨頭裝夾在鉆床或電鉆上,使研磨頭旋轉(zhuǎn),在適當(dāng)?shù)膲毫ο?研磨劑中的磨粒對(duì)玻璃起切削作用,從而在玻璃上研磨出一個(gè)和研磨頭外圓一樣大的圓孔。

研磨頭如圖8－30所示,材質(zhì)為45鋼,L大于玻璃2倍厚度,d

0為玻璃孔徑,并在端面開(kāi)槽,以便使磨料進(jìn)入磨削區(qū)。磨料為碳化硅,粒度為150?！?80＃,用煤油調(diào)成糊狀,研磨時(shí)涂抹在研磨頭和玻璃之間。研磨時(shí),玻璃必須放平穩(wěn)并墊上軟材料。

圖8－30研磨頭

13.用研磨法提高鋼球的圓度

在一般情況下,對(duì)鋼球的研磨,是為了提高鋼球的圓度。研磨的方法如下:

用兩塊300mm×300mm的鑄鐵平板,在一塊平板上面車(chē)削幾圈等深的V形或弧形槽,槽的大小與深淺,能使鋼球一半左右進(jìn)入槽內(nèi)。研磨鋼球時(shí),將有溝槽的平板放在鉗臺(tái)上,然后把研磨膏和鋼球放入平板溝槽內(nèi),在上面覆蓋一塊無(wú)槽的平板,并用手推動(dòng)槽平板,作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行研磨。

在同一批鋼球中,其直徑不可能完全一致,在放入槽前,必用精密量具按其直徑大小分組,然后將直徑較大和較小的鋼球隔開(kāi)來(lái),放入槽中,大球在槽中要放得基本對(duì)稱(chēng),目的使兩塊平板保持平行狀態(tài)。首先均衡地研磨直徑大的鋼球,待大鋼球接近于小鋼球直徑時(shí),全部鋼球才能得到一致的研磨。研磨后鋼球圓度可達(dá)0.001mm。

14.超薄彈簧片(0.08mm)磨削加工

油缸產(chǎn)品中有兩種需磨削加工的彈簧墊片,它們的厚度分別為0.08mm和0.2mm,而原材料的厚度為0.4mm;卷筒式彈簧鋼帶,革新前在平面磨床上加工,經(jīng)試磨,遇到以下幾個(gè)問(wèn)題:①鋼帶是圓弧狀,經(jīng)磨床工作臺(tái)吸住后,由于彈性變形,工件各處所受力也不勻,導(dǎo)致磨削后簧片厚度不均勻(厚度差值在0.02mm以上)而報(bào)廢,②加工時(shí)工件易發(fā)生移動(dòng),不安全。③由于工件薄,不易從工作臺(tái)拿下,所以測(cè)量不方便,且生產(chǎn)效率低。由于以上問(wèn)題而保證不了加工質(zhì)量,為此設(shè)計(jì)制造了輔具(見(jiàn)圖8－31)。使用時(shí)將鋼帶圍繞在輔具外圓上,鋼帶一頭用螺釘固定,另一頭插入開(kāi)槽螺釘?shù)牟壑行o后,再旋緊固定螺母,然后將其上外圓磨床用頂尖頂緊即可進(jìn)行加工。

因?yàn)樵撦o具具有外圓接近鋼帶的直徑,減少了鋼帶的彈性變形,裝夾牢固、安全,同時(shí)測(cè)量方便(產(chǎn)品可不下機(jī)床直接測(cè)量厚度),并提高了加工精度(原厚度差值在0.02mm以上,現(xiàn)在0.005mm以?xún)?nèi)),保證了質(zhì)量,所以可用于超薄片狀零件的加工,如厚度在0.08～0.8mm的鋼帶均可采用該輔具進(jìn)行加工。

圖8－31磨削夾具

15.鋁合金壓鑄件表面拋光新工藝

鋁合金壓鑄件表面光亮度的處理,大多數(shù)都采用人工機(jī)械拋光的形式進(jìn)行。有勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作環(huán)境差,表面質(zhì)量不高,而且工作效率低等缺點(diǎn)。

由于鋁合金表面與空氣接觸易氧化,鋁合金中的硅分子硬度較高,惰性大,留在零件的表面上不易去除,處理起來(lái)比較困難。為解決上述問(wèn)題,可采用機(jī)械滾丸法。滾筒中加入許多不同規(guī)格的鋼丸、溶液、被加工的零件在滾筒的旋轉(zhuǎn)作用下,鋼球不停地撞擊零件,使零件表面產(chǎn)生無(wú)數(shù)的亮點(diǎn),由于溶液的翻滾沖洗,表面上的氧化膜被帶入溶液中去。又因鋁本身是白色的,在鋼丸和溶液的作用下,變得更加白亮。但如果不加保護(hù),取出后又很快會(huì)被重新氧化,形成新的氧化層。所以在溶液中必須加入適量的合成物,溶液、合成物、鋼丸在滾筒中不停地翻滾,零件的表面在去除氧化層的同時(shí),形成一種光亮保護(hù)膜,達(dá)到去除又保護(hù)的目的。圖8－32所示的是六方形機(jī)械滾筒的示意圖。

圖8－32機(jī)械滾筒示意圖

機(jī)械滾丸法代替了人工機(jī)械拋光。減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了工人的工作環(huán)境,工作效率比人工機(jī)械拋光提高8～10倍,表面粗糙度和光亮度提高3～4級(jí),并具有很強(qiáng)的防氧化能力。

16.提高鼓式剎車(chē)制動(dòng)力的方法和簡(jiǎn)易工具設(shè)計(jì)制造

摩托車(chē)制動(dòng)性能項(xiàng)目是國(guó)家安全強(qiáng)檢項(xiàng),制動(dòng)性能不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)輛禁止出廠。制動(dòng)力指標(biāo)要求為560N。然而,組裝后的摩托車(chē)很難達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)閯x車(chē)踢塊弧形制動(dòng)片在裝夾后的誤差是多種誤差累積而成的,誤差較大,使剎車(chē)踢塊弧形制動(dòng)片與制動(dòng)鼓輪轂內(nèi)圓面的接觸不好。

考慮到剎車(chē)踢塊上的弧形制動(dòng)片多為石棉材料,車(chē)削加工比較困難,而采用靜電植砂的砂帶磨削較為有利,且砂帶有不阻塞,實(shí)施方便,成本低,加工質(zhì)量穩(wěn)定和加工效率極高等特點(diǎn)。為此,我們利用廢舊制動(dòng)鼓輪轂加裝砂帶制作了專(zhuān)用磨頭,對(duì)裝配后的剎車(chē)踢塊弧形制動(dòng)片進(jìn)行磨削加工,真正做到了“就地加工”,徹底清除累積誤差,且磨削加工時(shí)的專(zhuān)用磨頭與制動(dòng)輪轂的裝夾基準(zhǔn)同一,使得組裝后的剎車(chē)踢塊弧形制動(dòng)片在張開(kāi)時(shí)能與制動(dòng)鼓內(nèi)圓面接觸達(dá)到最佳狀態(tài),組裝后制動(dòng)力不足這一問(wèn)題得到了解決。

圖8－33改制的專(zhuān)用磨頭

圖8－34磨削加工實(shí)施簡(jiǎn)圖

通過(guò)在某廠對(duì)踏板式的女裝摩托車(chē)實(shí)施該磨削工藝和實(shí)際測(cè)試,取得了很好的效果:

①制動(dòng)力由原來(lái)平均420N增加到650N,超過(guò)了560N的標(biāo)準(zhǔn)值;路試效果更加顯著,時(shí)速30km／h時(shí),僅5m就完全制動(dòng),而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值為7m;②通過(guò)涂抹紅丹實(shí)測(cè),踢塊與鼓內(nèi)圓面接觸面積由40％增加到98％,而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為75％；③工具成本低,使用壽命長(zhǎng),1片砂帶可加工1萬(wàn)件(套)的制動(dòng)踢塊,工具成本僅1元人民幣;④上述專(zhuān)用工具裝置的設(shè)計(jì)制造和工藝方法可在類(lèi)似結(jié)構(gòu)的其他摩托車(chē)、汽車(chē)、拖拉機(jī)等制動(dòng)器的制造和維修中應(yīng)用。

17.一種交叉布置的新型磨削工藝方法與裝置

圖8－35所示的是某規(guī)格摩托車(chē)變速齒輪箱的結(jié)構(gòu)示意圖,材料為鋁合斜壓鑄成型。它的圓弧柱面上殘留有高度B為2～6mm,厚度h為1～2mm的渣包口需要去除。圖樣要求殘留高度值小于0.3mm,同時(shí)要求對(duì)該分型面上的飛邊進(jìn)行清理和拋光。由于渣包口和分型面位于圓弧柱面中央部位,這給采用手持工具(風(fēng)動(dòng)銼磨鉸刀、平銼、電動(dòng)磨筆等)的手工去除清理工作帶來(lái)諸多困難,表現(xiàn)在:①生產(chǎn)方式原始,費(fèi)工費(fèi)力,工件和工具把持困難,難以配合完成該去除的部位;②質(zhì)量差,由于手工的不穩(wěn)定,容易損傷不要求去除的外觀表面,同時(shí)工件該部位外觀一致性差;③勞動(dòng)強(qiáng)度大,手持平銼去除渣包口用力大,單手施力困難;④效率低下,每件需約3min;⑤環(huán)境差、粉塵多。

圖8－35工件結(jié)構(gòu)與加工部位

圖8－36所示的是本裝置的結(jié)構(gòu)圖,圖中工件“一面雙銷(xiāo)”定位,由臺(tái)座34、支承釘35,滾花手柄29、大圓柱銷(xiāo)28、3個(gè)滑柱30,螺釘32等構(gòu)成的手動(dòng)夾具夾緊。

圖8－36交叉布置的磨削裝置結(jié)構(gòu)

反向旋轉(zhuǎn)29則3個(gè)滑柱30在3個(gè)彈簧31的作用下后退,取出工件。手動(dòng)操作手柄36可使工件隨工作臺(tái)周向進(jìn)給,完成整個(gè)飛邊和渣包口的磨削,結(jié)構(gòu)中還設(shè)置有操作手柄的起點(diǎn)和終點(diǎn)限位(未畫(huà)出)。由工作臺(tái)主軸20、軸承21、移動(dòng)23、導(dǎo)柱24、彈簧25、螺釘26和端蓋27組成滑座組件可在快速扳動(dòng)并自鎖的夾具19的導(dǎo)柱24左右運(yùn)動(dòng)。圖中位置為加工狀態(tài),快速夾具19上扳時(shí)整個(gè)工件、工作臺(tái)都將右移,便于工件的裝卸,磨頭以簡(jiǎn)支梁(見(jiàn)圖8－36(a)),電動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)三角皮帶和帶輪將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳至軸6上,整個(gè)磨頭部件和工作臺(tái)部件通過(guò)底板連在一起。磨頭位置始終保持不動(dòng),工作臺(tái)主軸與磨頭主軸呈現(xiàn)交叉垂直布并可以調(diào)整,以適應(yīng)不同的高度h值的變化(見(jiàn)圖8－37)。為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化緊湊,砂帶磨頭采用單輪結(jié)構(gòu)形式,如圖8－38所示。輪體可采用鋼輪或鋁輪。

圖8－37磨頭與工件的位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系

圖8－38單輪砂帶磨頭結(jié)構(gòu)

8.3鉆、鉸、攻削部分

1.在薄板材上加工大孔

在生產(chǎn)中需要在零件或組成的箱體上加工一批50～100mm的孔。以前加工方法是:先在零、部件上劃出所需孔徑線,然后沿線內(nèi)側(cè)鉆小孔,去掉多余部分,銼磨成形。這種原始加工方法,既費(fèi)工又費(fèi)力,而且很難保證產(chǎn)品質(zhì)量,尤其是在產(chǎn)品數(shù)量增多時(shí),很不適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。因此通過(guò)在工藝上進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)制造一套簡(jiǎn)單的工具,如圖8－39所示。其加工方法是:首先在板材、部件或組成的箱、柜上,劃出所需孔的位置線,鉆出20mm的底孔,然后將工具裝在鉆床上,使工具20mm的桿插入底孔即可加工了。

圖8－39加工大孔工具圖其特點(diǎn)是20mm的孔可作為工具的定位孔,很安全,加工孔時(shí)不必夾壓。加工板材厚度在0.5～3mm為宜,加工精度可控制在?0.05mm之內(nèi)。加工孔徑在?200mm之內(nèi)。

2.采用可調(diào)式刀架加工非金屬材料

夾具制造中時(shí)常遇到非金屬材料做成的墊圈,密封圈及制孔等工件。由于尺寸大小沒(méi)有規(guī)律,過(guò)去加工一直延用傳統(tǒng)的手工制作方法,加工工藝落后,零件質(zhì)量差,費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,設(shè)計(jì)制造可調(diào)式刀架,如圖8－40所示,定心針和切割刀可用?3mm鋼絲磨制,或用?3mm廢鉆頭磨制成。經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用,加工牛皮、石棉板、橡膠板、毛氈效果很好,工件外形、內(nèi)孔平整光滑。使用方法:將被加工的材料釘在一塊平整的木板上,把刀架調(diào)整到要加工件的尺寸,兩個(gè)切割刀刃應(yīng)調(diào)整在同一平面上,并低于定心針1mm左右。制孔時(shí)可取下一個(gè)切割刀即可。鉆床轉(zhuǎn)速可選用500r／min,提高工效十多倍。

圖8－40橡膠回轉(zhuǎn)件加工工具圖

3.巧取折斷絲錐

在機(jī)械制造業(yè)中,無(wú)論在零件制造或裝配過(guò)程中,攻螺紋都是一種重要的不可缺少的工序,無(wú)論是手工作業(yè)還是機(jī)動(dòng)攻螺紋,折斷絲錐的情況是經(jīng)常發(fā)生的,也是不可避免的。如能簡(jiǎn)單、方便地取出折斷絲錐,這對(duì)大批量生產(chǎn)將有重大的經(jīng)濟(jì)意義。

加工中經(jīng)常對(duì)于M6以下規(guī)格的折斷絲錐,均采用電火花強(qiáng)化退火,鉆掉折斷絲錐,再重新清理一下螺孔,但對(duì)于M10以上的就極為困難。

改進(jìn)后,采用一專(zhuān)用裝置,見(jiàn)圖8－41。這種扁圓形三爪扳手,直接從折斷絲錐的三個(gè)排屑槽插入,用扳手左旋退回折斷絲錐,這個(gè)方法經(jīng)數(shù)百次實(shí)踐證明是成功的,其取出率可達(dá)90%～100％。它的優(yōu)點(diǎn)在于:無(wú)需其他輔助設(shè)備,不受零件大小、場(chǎng)地、位置的限制。方法簡(jiǎn)單、方便,易掌握。同電火花強(qiáng)化相對(duì)比,不傷損螺孔的螺紋表面。應(yīng)用面較寬,對(duì)于制造,修理,大批生產(chǎn)有實(shí)際使用價(jià)值。

圖8－41工具及其工作簡(jiǎn)圖

4.巧取殘留在螺孔中的斷絲錐

鉗工在螺孔零件加工中,稍有不慎,就可能將絲錐折斷在螺孔內(nèi),不易取出,造成零件報(bào)廢。在實(shí)踐中,采用了如圖8－42所示的方法,用螺母將鋼絲固定在同一規(guī)格絲錐的容屑槽中,鋼絲伸出端插入斷錐的容屑槽內(nèi),反轉(zhuǎn)絲錐,就可以取出斷錐。選用的鋼絲直徑大小和數(shù)量,視絲錐容屑槽數(shù)與深淺而定。

圖8－42取斷絲錐

5.避免小絲錐折斷的簡(jiǎn)便方法

在比較軟而韌性比較大的工件材料上,攻制M4以下的螺紋孔,尤其是盲孔,加上絲錐的軸線與工件表面的垂直度和螺紋的深度不好掌握,絲錐很容易折斷。如采用圖8－43所示的攻螺紋套管,就可以解決這個(gè)問(wèn)題。

圖8－43攻螺紋套管

6.半孔鉆

工件上原來(lái)就有圓孔,要擴(kuò)成腰形孔,這就需要鉆半孔了。若采用一般的鉆頭進(jìn)行鉆削,會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏斜現(xiàn)象,甚至無(wú)法加工。這時(shí)可將鉆頭的鉆心修整成凹形,如圖8－44所示,突出兩個(gè)外刃尖,以低速手動(dòng)進(jìn)給,即可鉆削。

實(shí)際鉆削時(shí),還會(huì)遇到超過(guò)半孔和不超過(guò)半孔的情況,由于兩者的切削分力情況不同,必須對(duì)半孔鉆的幾何參數(shù)作必要的修建,若條件可能的話,使用相應(yīng)的鉆套就更好了。

圖8－44半孔鉆

7.薄板鉆

在0.1～1.5mm厚的薄鋼板、馬口鐵皮、薄鋁板、黃銅皮和月紫銅皮上鉆孔,不能用普通鉆頭,否則鉆出的孔就會(huì)出現(xiàn)不圓、成多角形、孔口飛邊、毛刺很大,甚至薄板扭曲變形,孔被撕破。大的薄板很難固定在機(jī)床上,若用手握住薄板鉆孔,當(dāng)用普通麻花鉆的鉆尖剛鉆透時(shí),鉆頭失去定心的能力,工件發(fā)生抖動(dòng),刀刃突然多切,扎入薄板,切削力急增,易使鉆頭折斷或手扶不住,造成事故。

圖8－45所示的薄板鉆,鉆時(shí)鉆尖先切入工件,起定心作用,兩個(gè)鋒利的外尖迅速把中間切離,得到所要求的孔。用它鉆薄板時(shí)干凈利落,安全可靠。

圖8－45薄板鉆

8.鉆玻璃孔的砂輪鉆頭

在日常生活中,若需在玻璃上鉆孔,可采用圖8－46所示的鉆頭,它具有工具制造簡(jiǎn)單、使用方便、鉆削效率高等特點(diǎn)。

圖8－46玻璃鉆孔用的砂輪鉆頭

砂輪采用樹(shù)脂結(jié)合劑的黑碳化硅單面凹形砂輪,粒度為20?！?6＃,硬度為H～K,砂輪尺寸d,即為工件的孔徑,H應(yīng)大于玻璃厚度。加工時(shí),將玻璃用木板墊實(shí),切削速度為100m／min左右,走刀量不宜大,以“沙沙”聲不太明顯為宜,并使用充足的冷卻液。

9.定心絲錐

加工螺孔的絲錐本來(lái)由頭錐、二錐和三錐組成一組,每攻一個(gè)螺孔必須更換兩到三次絲錐,這樣加工的效率低,操作也麻煩。一般在M12以下的小螺孔,可以一次攻出。在攻螺紋中,由于二錐和三錐沒(méi)有導(dǎo)向部分,常出現(xiàn)把絲錐打壞或把螺孔攻歪等現(xiàn)象。為此,就把絲錐的前端磨出一段圓柱做定心和導(dǎo)向,其外徑d應(yīng)略小于或等于螺孔內(nèi)徑,如圖8－47所示。這種絲錐具有不會(huì)把螺紋攻歪,不易損壞絲錐,一次攻螺紋,生產(chǎn)效率高,質(zhì)量好等特點(diǎn)。

圖8－47

定心絲錐

10.小長(zhǎng)錐孔的鉸刀

圖8－48(a)所示的噴嘴,其錐孔小端直徑為3mm,大端直徑為5mm,錐孔長(zhǎng)為150mm,表面粗糙度為Ra1.6μm,工件材料為黃銅。此工件加工難度較大,精度也要求較高,采用一般的車(chē)刀擴(kuò)孔無(wú)法完成。首先用不同直徑的鉆頭分段鉆孔,并留有余量。再用15mm的鉆頭,磨成錐孔粗鉸刀,鉸后并留精鉸的余量,然后用圖8－48(b)所示的鉸刀精鉸。精孔鉸刀,用4mm厚的高速鋼刀條磨成,刀具橫截面為棱形,它的工作前角為負(fù)值,后角為8°～12°。鉸削時(shí)慢慢進(jìn)刀,并用乳化液冷卻潤(rùn)滑,在鉸削的過(guò)程中,要勤退刀,清除刀上的切屑,以防切屑阻塞、損壞刀具。

圖8－48加工小長(zhǎng)錐孔工件的鉸刀

11.套孔刀具—孔鋸

常規(guī)的孔加工方法包括:孔徑較小時(shí)可用鉆、擴(kuò)、鉸;孔徑較大時(shí)可用鏜、磨等;然而在板料(如砂2mm厚的鋼板)上加工大孔(如直徑大于100mm)時(shí),上述方法卻不能盡如人意。當(dāng)然,在壓力機(jī)床上用專(zhuān)用模具進(jìn)行沖孔(或落料),其質(zhì)量和效率都很高,但設(shè)備和工藝裝備的投資大,不同于常規(guī)的加工方法,尤其是單件、小批生產(chǎn)。

采用通用刀具—孔鋸(見(jiàn)圖8－49),可較好地解決上述問(wèn)題。其結(jié)構(gòu)如圖所示。該刀具切削部分由中央小直徑鉆頭和周邊硬質(zhì)合金“鋸齒”組。小直徑鉆頭用于準(zhǔn)確地找到要加工孔的中心位置,并在鉆通板料由直柄導(dǎo)向,以便在由“鋸齒”最終“鋸出”大孔的過(guò)程中保持工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定。

圖8－49孔鋸結(jié)構(gòu)圖

12.橡膠類(lèi)彈性材料的專(zhuān)用孔加工刀具

在摩托車(chē)、汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造過(guò)程中,氣密性檢測(cè)是一道十分重要的工序。聚氨酯橡膠因具有彈性大、抗拉強(qiáng)度高、耐磨性好、耐油等特點(diǎn)而常被選作氣檢密封墊材料,而聚氨酯橡膠板加工質(zhì)量的好壞將直接影響到氣檢的準(zhǔn)確性。

某型號(hào)摩托車(chē)氣缸體氣密性檢測(cè)所用聚氨酯橡膠密封墊如圖8－50所示,要求在其上加工一個(gè)?56mm的大孔、一個(gè)寬度為14mm的長(zhǎng)孔和6個(gè)?10mm的小孔。過(guò)去用麻花鉆加工小孔,而用手工刀片切割大孔或用圓筒形帶鋸齒的加工金屬板用的锪刀加工大孔,加工效率低下,圓孔不圓,邊口不齊,制造質(zhì)量難以達(dá)到要求,常常導(dǎo)致檢測(cè)時(shí)發(fā)生質(zhì)量事故。

圖8－50聚氨酯橡膠工件簡(jiǎn)圖

設(shè)計(jì)的專(zhuān)用刀具簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖8－51。刀具剖面刃口呈楔形,被加工橡膠板厚度越大,楔形角越小;刀具外圓柱面上為直線,以保證加工孔直徑的尺寸精度;刀具上部開(kāi)有4個(gè)通氣孔,不僅便于將切下的橡膠從刀具內(nèi)排除(用細(xì)棒料頂出或用壓縮空氣吹出),還可減輕刀具自重。設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是楔形刀刃口必須是連續(xù)的圓弧,而不是像加工金屬的锪刀那樣開(kāi)成鋸齒形。

圖8－51專(zhuān)用刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

該專(zhuān)用刀具材料的可選范圍很大,幾乎所有黑色金屬都可選用,而45鋼成本最低且容易加工。對(duì)加工量較大的刀具,須對(duì)刀口進(jìn)行局部淬火。刀具的加工在車(chē)床和鉆床上均可進(jìn)行。要求刀具外圓表面和內(nèi)圓錐面的加工粗糙度盡可能低,最好在車(chē)床上手工拋光以提高表面粗糙度精度。

8.4刨、銑部分

1.龍門(mén)刨床上自動(dòng)走刀刨圓弧面

圖8－52所示的是在龍門(mén)刨床上自動(dòng)走刀刨圓弧面的裝置。

在左側(cè)刀架上裝夾繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的刀桿,并在下端裝夾刨刀,刀桿上端與連桿一端連接,連桿的另一端與右側(cè)刀架連接。工作時(shí),左側(cè)刀架固定在刨床橫梁上,由右側(cè)刀架橫向自動(dòng)走刀,使連桿帶動(dòng)左側(cè)刀架上的刀桿繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使刀具切出內(nèi)圓弧面來(lái)。工件上圓弧面半徑R的大小,取決于O點(diǎn)到刀尖的距離,要調(diào)半徑R的大小,只有改變刀桿和刀頭伸出的長(zhǎng)短。

圖8－52刨圓弧面裝置示意圖

2.一種簡(jiǎn)單刨外圓的方法

采用如圖8－53所示的裝卡方法在牛頭刨床上刨外圓,解決了在圓上帶翼的工件,中間圓柱加工的難題,取得較滿(mǎn)意的效果。

圖8－53外圓刨削原理圖

工件在虎鉗上裝夾時(shí),利用車(chē)削工件兩端外圓和端面留下的中心孔,選用比中心孔大的鋼球3兩個(gè),再在固定鉗口與活動(dòng)鉗口上,分別放置一個(gè)帶定位孔的墊板,把鋼球用黃油粘在墊板兩個(gè)定位孔中。然后以工件兩端中心孔定位,裝夾上兩鋼球,適當(dāng)夾緊虎鉗,以用力使工件在兩鋼球上能轉(zhuǎn)動(dòng)為宜。刨削時(shí),按照牛頭刨退程時(shí)的節(jié)奏,用活扳手或木錘,扳動(dòng)或打擊翼片,使工件轉(zhuǎn)動(dòng),來(lái)控制走刀量的大小。若工件中間是通孔,刨前先裝夾一個(gè)心軸。如果中間是錐體,可以改變墊板上孔的高低位置,就可以加工中部錐體而兩邊帶翼的工件。

3.刨削加工漸開(kāi)線曲面

刨削加工的主運(yùn)動(dòng)常為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),故主要用于加工平面,也用來(lái)加工各種直槽,如果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和增加某些附件(比如夾具等),也可用來(lái)加工母線為直線的成形面。這里介紹在B665型牛頭刨床上刨削母線為直線的漸開(kāi)線曲面,加工的工件如圖8－54所示,AB段曲面是基圓半徑為

rb＝48.7±0.1mm的漸開(kāi)線曲面。

圖8－54曲面工件圖

刨削加工時(shí),將工件AB段曲面視為漸開(kāi)線齒輪一個(gè)齒的齒廓,將刨刀刃口視為齒條一個(gè)齒的齒廓,刨刀對(duì)該工件的切削過(guò)程,實(shí)際上就是齒輪與齒條的嚙合過(guò)程。因此,刨刀在往復(fù)切削過(guò)程中,工件必須繞其基圓圓心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),才能實(shí)現(xiàn)AB段漸開(kāi)線曲面的刨削加工。

工件的裝夾如圖8－55所示,首先通過(guò)軸承座和傳動(dòng)軸將工件固定在工作臺(tái)上,傳動(dòng)軸右端裝夾有齒輪,與齒輪嚙合的齒條被固定在刨床的豎直立柱上。刨削時(shí),固定在刨床滑枕的刀架上的刨刀作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)作水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng),即通過(guò)齒輪和齒條的嚙合傳動(dòng),使工件繞傳動(dòng)軸作旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。根據(jù)加工余量的多少,刀架上的刨刀作垂直進(jìn)給,從而實(shí)現(xiàn)該曲面的刨削加工。

圖8－55刨削漸開(kāi)線曲面示意圖

刀具的合理設(shè)計(jì)是加工該曲面的關(guān)鍵。根據(jù)齒輪齒條嚙合的特點(diǎn),齒條齒廓上各點(diǎn)的壓力角相等,且等于嚙合角。因此,為了使工件在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中,始終與刨刀的接觸點(diǎn)的軌跡呈漸開(kāi)線曲線,就必須使刨刀(見(jiàn)圖8－56)的夾角θ與工件AB段漸開(kāi)線曲面相應(yīng)的基圓的夾角β相同。根據(jù)漸開(kāi)線的極坐標(biāo)參數(shù)方程,計(jì)算夾角β(見(jiàn)圖8－57)。即由漸開(kāi)線極坐標(biāo)參數(shù)方程式:

可求出:β＝∠NOM＝78.780°，由此,刨刀兩刃口夾角θ應(yīng)為78.780°,為了使刀刃被磨損后,能調(diào)整角度或更換新的刀片,可將刨刀設(shè)計(jì)成機(jī)夾式的夾固刀。

圖8－56刨刀

圖8－57

β角計(jì)算圖

影響刨削漸開(kāi)線曲面加工精度的主要因素有:刀具角度和裝夾工件時(shí)的位置精度。因此調(diào)整好刨刀兩刃口之間的角度,使其誤差在±0.2以?xún)?nèi);同時(shí)在刀架上裝夾刨刀時(shí),必須將刨刀對(duì)中,即兩刃口左右對(duì)稱(chēng);其次,在裝夾工件時(shí),在豎直方向上工件的對(duì)稱(chēng)線應(yīng)與刨刀的對(duì)稱(chēng)線重合,同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行找正,即找正傳動(dòng)軸,使其在水平方向和沿刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向的平行度均控制在0.02mm以?xún)?nèi)。最后,刨刀垂直進(jìn)給后,須從工件的A點(diǎn)(或B點(diǎn))開(kāi)始刨削,以保證工件表面粗糙度。刨削時(shí)只要控制尺寸89.6-0.04-0.05,基本上就可以保證工件的加工精度。

4.銑削大半徑內(nèi)、外圓弧面

加工較大半徑內(nèi)外圓弧面時(shí),可在立銑上采用圓盤(pán)式刀具銑削,如圖8－58所示。在銑外圓弧面時(shí),R受到刀具切削半徑r及工件長(zhǎng)度的限制。

當(dāng)銑頭垂直于工作臺(tái)時(shí),也即是α＝0,走刀加工出的加工面為一平面(即R無(wú)窮大)。當(dāng)α不等于零時(shí),走刀時(shí)加工出工件表面是內(nèi)圓弧面或外圓弧面。立銑頭傾斜角α的計(jì)算公式:

sinα＝r/R

式中:α—刀盤(pán)主軸傾斜角(°);

R—工件圓弧半徑(mm);

r—刀盤(pán)切削半徑(mm)。

圖8－58銑削內(nèi)外圓弧面(a)銑削內(nèi)圓弧面；(b)銑削外圓弧面

5.銑削較深橢圓孔

橢圓形的工件很多,如橢圓柱、橢圓孔等。一個(gè)圓柱孔的工件,當(dāng)用刀在垂直于圓柱中心線切斷后,得到的截面是個(gè)圓孔,如果切斷的方向和中心孔傾斜成某一角度,這時(shí)所得到的截面卻是一個(gè)橢圓孔。

圖8－59在立銑上加工橢圓孔

內(nèi)孔大直徑叫做長(zhǎng)軸，用D1表示，小直徑叫做短軸，用D2表示，如圖8-59所示。切斷方向與孔的中心線夾角越小，橢圓的長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度之差就越大。在立式銑床上就是根據(jù)這個(gè)原理來(lái)加工橢圓孔的。

在銑床上鏜橢圓孔時(shí)，鏜刀桿裝夾在立銑頭主軸錐孔內(nèi)，根據(jù)橢圓孔長(zhǎng)軸D1的大小調(diào)整銑刀，使銑刀刀尖旋轉(zhuǎn)半徑只等于橢圓長(zhǎng)軸半徑D／2。然后必須將鏜刀桿轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使其刀桿的中心線與工件的中心線傾斜α角可用下式計(jì)算：

式中:D1—橢圓孔長(zhǎng)軸長(zhǎng)度(mm);

D2—橢圓孔短軸長(zhǎng)度(mm)。

cosα＝D2/D1

例:在立式銑床鏜橢圓孔,其長(zhǎng)軸直徑D1＝100mm,短軸直徑D2＝96mm,其加工要點(diǎn)如下:

(1)工件裝夾時(shí),橢圓孔的軸線應(yīng)垂直于工作臺(tái)面,而橢圓孔的短軸方向必須和縱向工作臺(tái)進(jìn)給方向平行。

(2)主軸軸線應(yīng)和橢鍘孔軸線校正在同一平面內(nèi)。這可用對(duì)中心的方法,調(diào)整橫向工作臺(tái)的位置來(lái)達(dá)到。

(3)工件的軸向進(jìn)給;可利用升降工作臺(tái)進(jìn)行,但要注意的是橢圓孔不宜過(guò)長(zhǎng),否則傾斜的刀桿會(huì)與孔壁相碰。

(4)根據(jù)公式,α＝16°16′。

8.5鉗工和其他部分

1.發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)座圈的巧妙拆除方法

氣門(mén)座圈由鐵基粉末冶金材料作成,其密度、硬度和成分配比都有十分嚴(yán)格的要求。某摩托車(chē)企業(yè)在生產(chǎn)中出現(xiàn)一批(2000多件)因氣門(mén)座圈硬度指標(biāo)不合格而閑置的氣缸蓋部件。為收回這些部件,欲取出不合格氣門(mén)座圈,重新更換。由于氣門(mén)座圈的外圓柱面與鋁合金基體內(nèi)孔面是過(guò)盈配合,過(guò)盈量達(dá)0.03mm,靠壓力機(jī)以較大壓力壓入;而內(nèi)孔是光滑表面,底部緊靠鋁合金基體(見(jiàn)圖8－60),內(nèi)孔直徑與基體排氣孔直徑尺寸一樣大,因而欲取出座圈,沒(méi)有著力點(diǎn)。該廠原來(lái)采用在加工中心上,用鏜刀將座圈內(nèi)孔擴(kuò)大而鏜出座圈,然而,事實(shí)上在座圈壁鏜到較薄時(shí),座圈收縮失去過(guò)盈配合,在切向切削力作用下座圈隨鏜刀一起回轉(zhuǎn),結(jié)果將基體內(nèi)表面尺寸擴(kuò)大,新的座圈裝入時(shí)再達(dá)不到過(guò)盈配合的要求而宣告整個(gè)氣缸蓋部件報(bào)廢。這里在解決本問(wèn)題時(shí),從尋找著力點(diǎn)入手,并從座圈壓入工藝考慮,通過(guò)在座圈內(nèi)孔攻制螺紋制造出著力點(diǎn)后采取簡(jiǎn)單的壓出方法,結(jié)果原來(lái)的基體內(nèi)孔尺寸基本上不擴(kuò)大,重新裝夾新的座圈后配合加工,完全達(dá)到制造要求,圓滿(mǎn)成功回收。這里的方法還可用于眾多的摩托車(chē)氣門(mén)座圈維修更換工作中,也可用于其他類(lèi)似的拆除工作。圖8－60氣缸體部件簡(jiǎn)圖及工藝實(shí)施示意

2.磁電機(jī)與超越離合器裝配的外圓面定位夾具

磁電機(jī)外殼與超越離合器之間由3顆螺栓連結(jié),裝配中螺栓孔定位不易,氣動(dòng)旋螺栓裝置不易固定。原來(lái)采用常規(guī)內(nèi)圓面來(lái)對(duì)磁電機(jī)殼體外圓面定位,由于磁力較大而存在操作和裝卸不便,定位受磁力影響很難放置到位,手能握持的磁電機(jī)外殼面積很小,難以施力(見(jiàn)圖8－61)。所以這種設(shè)計(jì)根本沒(méi)法使用。后來(lái)只得改用由手工進(jìn)行,手工方法不僅效率低下,而且手持扶穩(wěn)工件需克服氣動(dòng)扳手的力,且振動(dòng)很大,操作者只能一手握持工件,另一手操作風(fēng)動(dòng)工具,致使勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且有安全隱患。

圖8－61原夾具圖

由于原來(lái)的夾具體內(nèi)圓柱面面積大,與磁電機(jī)外殼的環(huán)形磁鐵產(chǎn)生很大的磁力,磁電機(jī)殼體一旦放入夾具體內(nèi),須很大的力才能搬動(dòng),夾具體還使得人手無(wú)處握持磁電機(jī)外殼,施力困難。見(jiàn)圖8－62中,我們將原夾具體改為3個(gè)尺寸較小的圓柱,它們的內(nèi)切圓直徑基本尺寸等于磁電機(jī)殼體的外徑,設(shè)計(jì)較小的間隙,同樣能對(duì)磁電機(jī)外殼起到定心作用,即采用“3個(gè)固定點(diǎn)決定一個(gè)圓”的原理。周向定位靠電導(dǎo)凸臺(tái)與防轉(zhuǎn)槽間隙配合進(jìn)行,在放入外殼時(shí),對(duì)準(zhǔn)槽放入便可以。該方案的好處有:3個(gè)圓柱與磁電機(jī)外殼呈現(xiàn)線接觸,故產(chǎn)生的磁性吸力很小,操作輕松;操作者雙手可以握持磁電機(jī)殼體的面積更多,便于施力;使用本夾具后,操作者可以雙手握持氣動(dòng)扳手,確保操作的安全性。

圖8－62三點(diǎn)定位夾具

3.鋁合金壓鑄進(jìn)口模具型芯的改進(jìn)

圖8－63所示的是摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)箱體進(jìn)口模具的設(shè)計(jì)示意簡(jiǎn)圖,鋁合金壓鑄件的軸承座圈為鑄鐵件,壓鑄后永久嵌入鋁合金箱體件中,它的中心是所有尺寸(零件自身其他位置尺寸和其他零部件裝配尺寸)的重要基準(zhǔn),因而它在壓鑄過(guò)程中的定位和壓緊顯得十分重要。圖中可見(jiàn),座圈靠型芯外圓的間隙配合來(lái)定心,軸向靠錐面定位。由于鋁水的流動(dòng)和壓力鑄造的鋁水液動(dòng)壓力會(huì)影響原有的定位,座圈在壓鑄過(guò)程中,必須壓緊,圖中采用專(zhuān)用壓桿來(lái)軸向壓緊,一般沿圓周均布有3個(gè)壓點(diǎn)。壓桿退出后留下三個(gè)孔洞,需要金屬固化膠水填補(bǔ),膠水氣味較大,多少會(huì)影響車(chē)間環(huán)境和人身健康,增加額外工序、人力、工時(shí)、等待干固時(shí)間、零件周轉(zhuǎn)和成本,某摩托企業(yè)因此而每年僅膠水費(fèi)用就花15萬(wàn)元左右。

圖8－63原模具設(shè)計(jì)示意圖

圖8－64所示的是軸承座圈型芯的改進(jìn)設(shè)計(jì)圖。其外形的尺寸與原型芯完全相同,不同的是型芯的前端進(jìn)行了大的改進(jìn)。沿軸向與下工件內(nèi)圓定位處有三組完全相同的由螺母、壓簧和滑柱定位銷(xiāo)組成的定位部件,在徑向截面內(nèi)組與組之間成120°均勻分布。此定位部件用于手工,將座圈套上定位型芯時(shí)的初步定位,其彈簧剛性較軟,滑柱與座圈內(nèi)圓接觸的端部為球面,可提高定位精度和傳遞動(dòng)力,座圈用手軸向套入時(shí)滑柱彈簧能在手推軸向力作用下產(chǎn)生徑向壓縮使滑柱順利地向內(nèi)退回,彈簧反力使滑柱作用于座圈內(nèi)表面,消除間隙,用手將座圈推到底使其與型芯錐面接觸,圖8－64型芯改進(jìn)設(shè)計(jì)裝配圖

初定位后座圈能有較好的位置精度。同樣沿軸向與工件內(nèi)圓定位處均布有三組由螺母、壓簧和壓緊滑柱組成的壓緊部件。未合模時(shí),在壓簧作用下,壓緊滑柱向型芯中心退回,其球面端不超出型芯該處的外圓表面,以免干涉影響座圈的順利裝夾。壓緊滑柱后退時(shí)其45°錐面迫使鋼球右移,