论文部分内容阅读
[摘 要]由于工程机械结构件较多，时常出现因结构件质量问题，降低了机械产品的使用性能。改进工装工艺，有助于提升工作效率，增强机械加工工艺技术稳定性。基于此，本研究结合支承盖端面加工的專用工装的实际情况，探究工程机械结构件加工的改进，以供相关研究参考。
[关键词]机械加工；专用工装；夹具设计
中图分类号：C556 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0247-01
工程机械作为国家发展的重要战略支柱型产业，成为我国现代化建设的关键内容。目前，我国工程机械制造行业已经突破了传统粗放式发展困境，结构件设计也逐渐得到优化保障，从机械产品质量稳定、生产成本等方面综合考虑，合理设计工装夹具，大大提升加工工艺水平，为机械设备生产带来显著优势。随着企业自动化业务的不断演进，改进机械加工工艺装备及结构，成为企业当下发展的必备途径，值得深入研究与推广。
1 需要解决的问题
以支座上端哈弗盖构件为例，呈现半圆形形状，用以环绕桥轴颈，提供固定作用。主要加工经过卧式镗床上作业，有支承盖的上、下端面的铣削加工结合定位基准工序而定，通过模具加工、装夹加工等方式，及时检查铸造件（零件毛坯）的表面不平整、扭曲、拔模斜度等问题，经过两面完整加工后，得出测量误差值。其中，在完成作业方式时，较易出现两端面面不平现象，源于钻孔工序偏斜（超出2mm，见图1），以镗车大孔尤为明显，差值范围在0.2-0.4，从而造成部件设置与图纸要求不相符，影响定位基准工序效率。
原工装使用过程过于繁琐复杂，容易出错，且劳动强度大，对工人要求很高，生产效率也比较低下。由于使用毛坯底平面定位，导致精度不高，毛坯质量对加工精度影响很大。另外，由于是二次装夹，重复定位操作的精确度不高，在操作过程中容易出现加工误差。为了改善这些问题，需要对原工装进行改进设计，提高加工的精度。
2 工装改进方案
为提升加工精度及准确度，工装夹具设计尤为关键，也是本次提高加工工艺的实际要点。在具体设计中，部件结构采用模板180旋转的方式，提供支撑座两平行面加工支点，使其更加稳定、可靠，并针对工装使用情况，及时调整基准定位模式，解决使用过程中的操作、生产问题，避免受到毛坯质量的影响，进而缩减接触面积，提升定位准确效率；原有工装结构存在重复定位精度不高（二次装夹）、生产效率低下等问题，实行一次装夹两端面加工，可降低定位误差，减少工装使用过程中的繁琐程序。
在机械结构件加工工艺改进中，专用工装运用旋转机构，以保证零件的加工精度及重复定位精度。整个机构以旋转模板、模座、下压锁紧机构、夹具及垫块等为主要构成，为缩减测量误差值，特意增加定位模板回转机构，保障夹具零件稳固性。从镗车哈弗盖设计来看，工装添加模座与加工设备，确定垫块支撑平衡点，以旋转模块作为零件定位部件，用以处理底面接触面积带来的实际问题（拔模斜度），可有效提升加工工艺水平。其中，对比分析原有工装部件缺陷，在全新相关工件加工中，将旋转模板放插入定位销，利用销轴拉紧旋转模板，并与支撑盖两端面相结合，固定加入垫块、支撑块等（上、下两端分别放入），待完全牢固及稳定后，展开铣削加工工序，使其下端螺栓母与端面紧密贴合，通过回转旋转模板180度，锁紧定位销插入位置，实行二次端面铣削加工，直至完毕后即可取下所有工件，完成安装工序。为此，相比较原有专用工装设置，全新机械结构件工艺更具实用性，利用旋转模板的循环加工方法，大大缩减了回位操作，具有提升工作效率的突出优势。
结合具体应用问题，在定位方式、定位模板回转机构等方面均有所突破，改善了原工装繁琐操作过程、毛坯质量管理措施，从而创新原有的二次装夹方法，使其加工误差缩减至最小化。工装产品优化主要体现在垫板应用、插销定位等，为有效满足支撑座端面加工及工艺设置要求，还增添了蝶形弹簧与平面轴承的结合使用内容， 为应对模板松动问题提供有效辅助（抬升模具台面），一定程度上降低了模板与模具之间的摩擦力度，具有稳定加工进度、预防模板走动等功效。此外，在销轴、锁紧螺母、手柄、双头螺柱、定位柱等产品方面也有所变动，通过端面支撑点，更好地预防铸件毛坯表面不平、扭曲、拔模斜度等问题。
3 工装改进效果分析
从支承盖端面加工的专用工装的综合对比分析来看，现有技术产品立足于工程金加工工艺原则，一定程度上改善了结构件加工模式，为零件毛坯定位提供了新的解决措施。为避免毛坯端面的定位基准问题，通过循环加工的方法，变革两次装夹工序模式，以一次性重复加工来满足两道工序要求，为支撑盖添加垫板，缩减毛坯面接触面积，从而达到提升基面效益的目的。图1为专用工装模具三维示意图。
在原有专用工装基础上，利用一付工装手段，缓解原有两付工装所带来的劳动强度，为工装调整、材料节约提供了推进作用。通过旋转模板、定位插销等机构，增加整个旋转机构上浮面积，与蝶形弹簧的弹力作用相互配合，利用平面轴承来调整转动方向，并将旋转模板的回转范围调整至180内，保障加工过程中模板稳固程度，节约了大量上、下料时间。此外，基准平台部件装配的调整，利用几点接触方法（三件叠加），从铸件毛坯表面不平、扭曲、拔模斜度等因素来考虑加工情况，明确加工过程中模座台面与刀具的摩擦问题，以强化支承盖哈弗端面加工成效，为上下面的精准定位提供实际参考，有效节约成本及工序时间；连接旋转模板、销轴等部件，自由调整旋转模板的回转范围，有效带动旋转模板底座，起到改善部件合理距离的功效。
4 小结
综上所述，基于支承盖端面加工专用工装的问题，从作业方式、夹具设计、结构设置、产品设备等方面进行改进，工装改进的实用效益较为明显，在加工模式、装配效率层面上有所体现，可广泛应用于日常生产。
参考文献
[1] 佟艳海，李丽波，佟娜.JB31-160T压力机工装改进[J].哈尔滨轴承，2010，02：9-10.
[2] 于功，张立.铁道机车车辆制造工装改进[J].机车车辆工艺，2017，01：33-35.
[关键词]机械加工；专用工装；夹具设计
中图分类号：C556 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0247-01
工程机械作为国家发展的重要战略支柱型产业，成为我国现代化建设的关键内容。目前，我国工程机械制造行业已经突破了传统粗放式发展困境，结构件设计也逐渐得到优化保障，从机械产品质量稳定、生产成本等方面综合考虑，合理设计工装夹具，大大提升加工工艺水平，为机械设备生产带来显著优势。随着企业自动化业务的不断演进，改进机械加工工艺装备及结构，成为企业当下发展的必备途径，值得深入研究与推广。
1 需要解决的问题
以支座上端哈弗盖构件为例，呈现半圆形形状，用以环绕桥轴颈，提供固定作用。主要加工经过卧式镗床上作业，有支承盖的上、下端面的铣削加工结合定位基准工序而定，通过模具加工、装夹加工等方式，及时检查铸造件（零件毛坯）的表面不平整、扭曲、拔模斜度等问题，经过两面完整加工后，得出测量误差值。其中，在完成作业方式时，较易出现两端面面不平现象，源于钻孔工序偏斜（超出2mm，见图1），以镗车大孔尤为明显，差值范围在0.2-0.4，从而造成部件设置与图纸要求不相符，影响定位基准工序效率。
原工装使用过程过于繁琐复杂，容易出错，且劳动强度大，对工人要求很高，生产效率也比较低下。由于使用毛坯底平面定位，导致精度不高，毛坯质量对加工精度影响很大。另外，由于是二次装夹，重复定位操作的精确度不高，在操作过程中容易出现加工误差。为了改善这些问题，需要对原工装进行改进设计，提高加工的精度。
2 工装改进方案
为提升加工精度及准确度，工装夹具设计尤为关键，也是本次提高加工工艺的实际要点。在具体设计中，部件结构采用模板180旋转的方式，提供支撑座两平行面加工支点，使其更加稳定、可靠，并针对工装使用情况，及时调整基准定位模式，解决使用过程中的操作、生产问题，避免受到毛坯质量的影响，进而缩减接触面积，提升定位准确效率；原有工装结构存在重复定位精度不高（二次装夹）、生产效率低下等问题，实行一次装夹两端面加工，可降低定位误差，减少工装使用过程中的繁琐程序。
在机械结构件加工工艺改进中，专用工装运用旋转机构，以保证零件的加工精度及重复定位精度。整个机构以旋转模板、模座、下压锁紧机构、夹具及垫块等为主要构成，为缩减测量误差值，特意增加定位模板回转机构，保障夹具零件稳固性。从镗车哈弗盖设计来看，工装添加模座与加工设备，确定垫块支撑平衡点，以旋转模块作为零件定位部件，用以处理底面接触面积带来的实际问题（拔模斜度），可有效提升加工工艺水平。其中，对比分析原有工装部件缺陷，在全新相关工件加工中，将旋转模板放插入定位销，利用销轴拉紧旋转模板，并与支撑盖两端面相结合，固定加入垫块、支撑块等（上、下两端分别放入），待完全牢固及稳定后，展开铣削加工工序，使其下端螺栓母与端面紧密贴合，通过回转旋转模板180度，锁紧定位销插入位置，实行二次端面铣削加工，直至完毕后即可取下所有工件，完成安装工序。为此，相比较原有专用工装设置，全新机械结构件工艺更具实用性，利用旋转模板的循环加工方法，大大缩减了回位操作，具有提升工作效率的突出优势。
结合具体应用问题，在定位方式、定位模板回转机构等方面均有所突破，改善了原工装繁琐操作过程、毛坯质量管理措施，从而创新原有的二次装夹方法，使其加工误差缩减至最小化。工装产品优化主要体现在垫板应用、插销定位等，为有效满足支撑座端面加工及工艺设置要求，还增添了蝶形弹簧与平面轴承的结合使用内容， 为应对模板松动问题提供有效辅助（抬升模具台面），一定程度上降低了模板与模具之间的摩擦力度，具有稳定加工进度、预防模板走动等功效。此外，在销轴、锁紧螺母、手柄、双头螺柱、定位柱等产品方面也有所变动，通过端面支撑点，更好地预防铸件毛坯表面不平、扭曲、拔模斜度等问题。
3 工装改进效果分析
从支承盖端面加工的专用工装的综合对比分析来看，现有技术产品立足于工程金加工工艺原则，一定程度上改善了结构件加工模式，为零件毛坯定位提供了新的解决措施。为避免毛坯端面的定位基准问题，通过循环加工的方法，变革两次装夹工序模式，以一次性重复加工来满足两道工序要求，为支撑盖添加垫板，缩减毛坯面接触面积，从而达到提升基面效益的目的。图1为专用工装模具三维示意图。
在原有专用工装基础上，利用一付工装手段，缓解原有两付工装所带来的劳动强度，为工装调整、材料节约提供了推进作用。通过旋转模板、定位插销等机构，增加整个旋转机构上浮面积，与蝶形弹簧的弹力作用相互配合，利用平面轴承来调整转动方向，并将旋转模板的回转范围调整至180内，保障加工过程中模板稳固程度，节约了大量上、下料时间。此外，基准平台部件装配的调整，利用几点接触方法（三件叠加），从铸件毛坯表面不平、扭曲、拔模斜度等因素来考虑加工情况，明确加工过程中模座台面与刀具的摩擦问题，以强化支承盖哈弗端面加工成效，为上下面的精准定位提供实际参考，有效节约成本及工序时间；连接旋转模板、销轴等部件，自由调整旋转模板的回转范围，有效带动旋转模板底座，起到改善部件合理距离的功效。
4 小结
综上所述，基于支承盖端面加工专用工装的问题，从作业方式、夹具设计、结构设置、产品设备等方面进行改进，工装改进的实用效益较为明显，在加工模式、装配效率层面上有所体现，可广泛应用于日常生产。
参考文献
[1] 佟艳海，李丽波，佟娜.JB31-160T压力机工装改进[J].哈尔滨轴承，2010，02：9-10.
[2] 于功，张立.铁道机车车辆制造工装改进[J].机车车辆工艺，2017，01：33-35.