取消繁琐调试,工序合二为一?——夹具优化设计

夹具侠

2020-02-07 10:20

 取消繁琐调试,工序合二为一?——夹具优化设计

这是夹具侠(jiajoin)发布的第 1279 篇技术文章

汽车制动主缸体是汽车制动系统中的重要安全部件,目前大部分企业仍在应用中端数控设备进行部分工序集中生产线方式加工,但工序的安排和加工方式上存在不合理的地方,有改善的空间。

生产加工过程与常见问题

主缸体的生产加工过程,通常采用生产线的加工方式,工序一般划分为5步(见表1)。

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▲表1

安装孔工序是其中的一道工序(安装孔和加工设备见图1)。实际生产中,由于型号较多,生产过程需要进行不同型号的主缸体切换,当主缸体时,每道工序都要进行夹具的切换调整。不同工序调整时间不同,如果某道工序的调整时间过长就会影响到下一道工序的调整,或造成整条生产线处于停滞状态。

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▲图1

之前,安装孔工序在切换主缸体进行调整时,产生的废品数量过多,造成了很大的浪费。同时,切换主缸体时调整效率低,每次的调整时间在30~60min不等,并且加工过程主缸体质量不稳定,经常会影响到下道工序的加工。因此,对该工序的加工进行改进设计。

原因分析

在主缸体安装孔的加工过程中,采用的设备是台式双轴钻,夹具使用的是手动连杆夹紧方式,它的调整步骤见表2。

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▲表2

出现问题的主要原因是:由于不同型号主缸体的安装孔间距不一致,在调整时首先要更换夹具上板,再手动调整双轴钻的两个轴之间的距离,使双轴钻的轴距和上板面导向孔的间距位置相互重合。但都是手动调整,没有精确的定位,所以很难保证一次调整好两者的位置,需要多次重复3~5步骤。同时,双轴钻刚性不足,夹具夹紧结构的不稳定,在生产加工时容易造成尺寸超差,影响下道工序的加工。因此,主要问题是:调整过程费时,精度差;双轴钻刚性不足(参见图2)

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▲图2

制订对策

针对上述问题,安装孔工序原有的夹具和加工机床(双轴钻床)不再适合安装孔加工,考虑到精益生产和优化生产线布局,改进方案为:设计一套可同时加工安装孔和膛线加工夹具,并取消双轴钻设备。

具体方法是:把安装孔工序移到现有加工中心设备上,现有加工中心设备是指膛线和储油孔加工工序所使用的加工中心设备,因为这台加工中心设备上加工膛线的工序和安装孔工序装夹加工方式非常相似,完全可以把膛线、安装孔这两道工序合并在一起,一次装夹完成原来两道工序的加工。而且,原有膛线和储油孔工序的加工节拍相比其它工序较短,可以充分利用该工序的节拍,而不影响整个生产线的加工节拍(见图3)。

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▲图3

夹具改进

针对原有安装孔调整存在的问题采取了重新设计夹具的改进方式,该套夹具具有如下特点:

(1)采用气缸夹紧代替原有手动夹紧方式,夹紧准确稳定。

(2)为了减少夹具高度,气缸夹紧没有采用气缸直接夹紧,而是设计了拨叉杠杆机构,设计巧妙合理。

(3)主缸定位套采用由下往上安装的设计,减少主缸体和定位套接触面,更好的避免接触面之间由于垫屑而产生的表面压痕。

(4)夹具上板采用让刀槽和排屑槽设计,一是使夹具上板的通用性大幅提高(不再需要更换上板),二是排屑更顺畅。

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▲图4

具体原理和方案为(见图4):在更换调整主缸体时,将相应尺寸的定位套5由下往上装入上板1中,手持主缸体2装入夹具上板1内,安装孔的法兰面与定位套5下端面接触,安装孔3外端与定位销4接触,限制主缸体轴向转动。然后,扳动气缸15的气源开关,气缸15推动气缸推杆14向下运动,通过销子13带动拨叉连杆12绕着销子11转动,拨叉连杆12另一端通过销子10带动滑动轴9在内套8中移动,滑动轴9带动与其螺纹连接的顶尖6向上运动,顶尖6顶到主缸体下端中心孔内,将主缸体夹紧。上板1有让刀槽,将加工两个安装孔3位置让开,加工刀具在数控程序控制下完成两个安装孔的加工。

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该方法主要应用于汽车制动主缸体安装孔、膛线、竖孔等加工和工序的优化,以及其它行业主缸体在垂直方向装夹和加工方面的使用,可以提高主缸体装夹的稳定性,控制加工精度,减轻劳动强度等。

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