自動(dòng)化思路的應(yīng)用：從曲軸液壓夾具到整體產(chǎn)線都可行

2019-10-23 09:30

用車削加工曲軸無疑是最傳統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)單可靠的工藝手段。但是，如果用于連桿頸加工，偏離回轉(zhuǎn)中心的夾持位置以及因此而產(chǎn)生的動(dòng)平衡問題使曲軸車削自動(dòng)夾具的設(shè)計(jì)變的非常困難。

如今雙主軸同步驅(qū)動(dòng)、圓盤式轉(zhuǎn)位刀塔的配備充分滿足了曲軸車削工藝的需要，只要能很好的解決曲軸自動(dòng)定位、夾緊的問題，消除離心力所產(chǎn)生的不安全因素，曲軸工藝也將很好的與自動(dòng)化線配合。

自動(dòng)化思路的應(yīng)用：從曲軸液壓夾具到整體產(chǎn)線都可行

曲軸全自動(dòng)化加工產(chǎn)線

正如上列動(dòng)圖中所示，現(xiàn)代化曲軸產(chǎn)線已經(jīng)做到了全自動(dòng)化的生產(chǎn)。

曲軸液壓自動(dòng)夾具案例

這樣的產(chǎn)線并不是所有公司都有基礎(chǔ)去配置，不過我們?cè)诔Ｒ姷墓に嚵鞒讨校部梢酝ㄟ^夾具設(shè)計(jì)去改進(jìn)曲軸加工流程，這里就有一項(xiàng)液壓自動(dòng)夾具設(shè)計(jì)思路：

傳統(tǒng)工藝方案分析：

如圖所示零件為四拐曲軸（也叫“四缸曲軸”）。一般被加工零件為四拐曲軸或六拐曲軸，在生產(chǎn)線上要求按不同部位的連桿頸加工分序分別配備設(shè)備。

自動(dòng)化思路的應(yīng)用：從曲軸液壓夾具到整體產(chǎn)線都可行

以四拐曲軸為例，一臺(tái)機(jī)床在一次裝夾中專門加工i、iv連桿頸（i、iv連桿頸同軸），徑向定位夾緊用Ⅰ、Ⅴ主軸頸，夾具體懸伸長(zhǎng)度較短；另一臺(tái)機(jī)床在一次裝夾中專門加工ii、iii連桿頸（ii、iii連桿頸同軸），徑向定位夾緊用Ⅱ、Ⅳ主軸頸，夾具體懸伸長(zhǎng)度較長(zhǎng)。也就是說，一套夾具不能同時(shí)加工同一根曲軸的全部連桿頸，這樣要求的目的是曲軸的被加工連桿頸靠近被夾緊定位的相應(yīng)主軸頸處，有利于保證精度。

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曲軸連桿夾具設(shè)計(jì)思路：

該夾具其主要功能是在曲軸連桿頸車削機(jī)床中對(duì)曲軸進(jìn)行自動(dòng)定位和夾緊。應(yīng)用時(shí)，該夾具與機(jī)床主軸連接，成對(duì)同步使用，故該機(jī)床是雙主軸箱同步數(shù)控車床。機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心與被加工連桿頸軸線同軸。

工件的定位分三個(gè)方面，即徑向定位、軸向定位和角向定位。徑向定位及夾緊部位是曲軸工件的主軸頸，屬于偏心夾緊，夾緊后主軸頸軸線偏離機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心的距離等于曲軸工件的半沖程（即曲軸連桿頸中心到曲軸主軸頸的中心距離），即：徑向定位要保證被加工曲軸的連桿頸處于車床主軸的回轉(zhuǎn)中心上；軸向定位一端為固定擋鐵，另一端為設(shè)在右夾具軸向上的液壓油缸；角向定位可分為兩種，當(dāng)工件輻板上有側(cè)定位面時(shí)定位結(jié)構(gòu)可設(shè)在本夾具上，如果工件輻板無側(cè)定位面，則定位結(jié)構(gòu)可設(shè)在機(jī)床的獨(dú)立裝置上。

自動(dòng)化思路的應(yīng)用：從曲軸液壓夾具到整體產(chǎn)線都可行

工件的定位、夾持如圖所示，左右夾具分別與機(jī)床的左右主軸箱的主軸凸緣盤同心相連。這樣，將工件上的其中一對(duì)連桿頸使之與主軸回轉(zhuǎn)中心一致，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該連桿頸的高速車削加工。

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)：

設(shè)計(jì)上，左右夾具結(jié)構(gòu)基本相同。因機(jī)床主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，所以需要有足夠的夾緊力保證曲軸連桿頸車削加工時(shí)的安全可靠。該夾具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)使用的是液壓驅(qū)動(dòng)的擺桿卡爪機(jī)構(gòu)（見圖a、b），該結(jié)構(gòu)通過采用鉸鏈增力機(jī)構(gòu)的方式來滿足這一要求。

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上圖b中的件10、11、12、13和14，以液壓驅(qū)動(dòng)油缸體或活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)并將作用力通過與之相連結(jié)的連板、擺桿轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)連板與活塞桿軸線的夾角α臨近90°時(shí)，液壓油缸的推力轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)被增大的轉(zhuǎn)矩傳遞至傳動(dòng)軸和卡爪，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的可靠夾緊。

液壓油路是通過旋轉(zhuǎn)接頭配通油路驅(qū)動(dòng)內(nèi)部油缸及連桿實(shí)現(xiàn)動(dòng)作過程，采用液壓旋轉(zhuǎn)接頭是因夾具及其油缸10隨機(jī)床主軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之故。左、右夾具的驅(qū)動(dòng)油缸采用同一套液壓閥控制。

在夾具柔性設(shè)計(jì)上，通過更換定心弧形鉗口8以及調(diào)整件卡爪6和傳動(dòng)軸11之間的角度，來實(shí)現(xiàn)適應(yīng)不同規(guī)格工件的調(diào)整。

自動(dòng)化思路的應(yīng)用：從曲軸液壓夾具到整體產(chǎn)線都可行

曲軸連桿夾具的特點(diǎn)：

該夾具的夾緊力通過液壓回路、增力機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)來保證。定位結(jié)構(gòu)分徑向定位、軸向定位、角向定位。徑向定位由周邊形狀呈矩形，上邊呈弧形的定心弧形鉗口8實(shí)現(xiàn)，以保證被加工曲軸的連桿頸處于車床主軸的回轉(zhuǎn)中心上；軸向定位為設(shè)在右夾具軸向上的液壓油缸實(shí)現(xiàn)的；角向定位設(shè)在機(jī)床的獨(dú)立裝置上。

自動(dòng)化思路的應(yīng)用：從曲軸液壓夾具到整體產(chǎn)線都可行

油路是通過旋轉(zhuǎn)接頭配油的，左右夾具的徑向夾緊油缸共用一套液壓閥控制。而動(dòng)平衡是針對(duì)不同的工件加工的適應(yīng)性而考慮的，采用更換平衡鐵的措施得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)一定批量的不同規(guī)格的工件的平均質(zhì)量，預(yù)先配好相應(yīng)的平衡鐵，以便在生產(chǎn)線上更換工件時(shí)更加快速方便操作。

自動(dòng)化思路的應(yīng)用：從曲軸液壓夾具到整體產(chǎn)線都可行

這套自動(dòng)夾具可對(duì)曲軸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位夾緊的機(jī)構(gòu)，其主要包括內(nèi)置油缸結(jié)構(gòu)、鉸鏈增力結(jié)構(gòu)以及自動(dòng)定位夾緊結(jié)構(gòu)等。主要特征在于機(jī)床液壓驅(qū)動(dòng)內(nèi)置油缸并將液壓油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為卡爪的夾緊動(dòng)作，提供足夠的夾緊力。在提高機(jī)床安全可靠性及降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，亦可使曲軸連桿頸車床設(shè)備滿足曲軸自動(dòng)化生產(chǎn)線的需求。