發(fā)動(dòng)機(jī)缸體第一道工序加工夾具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線OP10工序中，原來的設(shè)備存在以下問題：夾具存在過定位，使在后序加工中由于毛坯初始定位造成的廢品率較高；工件加工后，由于毛坯的定位點(diǎn)無法準(zhǔn)確重現(xiàn)，因此無法準(zhǔn)確測量工件的加工尺寸；由于缸體左右面工藝定位凸臺(tái)加工位置較多，因此刀具品種較多，使刀具調(diào)整和更換較頻繁。

為了解決上述問題，就要制定新的加工工藝和設(shè)備方案，而且新的方案要降低毛坯定位產(chǎn)生的廢品率，解決產(chǎn)品加工質(zhì)量控制問題，降低生產(chǎn)節(jié)拍。

工藝方案

1.缸體毛坯初始定位的過定位問題和夾緊位置

缸體毛坯的加工位置、定位點(diǎn)和夾緊位置如圖1所示：X方向（面對機(jī)床左右方向）定位由2#和3#缸孔確定；Z方向（面對機(jī)床前后方向）定位由1#和4#缸孔確定并限定了Y軸的旋轉(zhuǎn)；Y方向（面對機(jī)床上下方向）定位由1#和5#主軸承孔確定并限定了Y軸和Z軸的旋轉(zhuǎn)；X軸的旋轉(zhuǎn)是由1#和4#缸孔、1#和5#主軸承孔共同限定的。請注意Y軸的旋轉(zhuǎn)被限定了兩次。圖中4個(gè)向下的箭頭表示夾緊位置。

缸體生產(chǎn)線OP10工序的加工工藝尺寸見圖2，我們在充分了解和分析OP10工序的加工工藝尺寸的基礎(chǔ)上確定了新設(shè)備和新夾具的設(shè)計(jì)方案。

2.新設(shè)備和新夾具的設(shè)計(jì)方案

新的設(shè)備主體采用三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床，可以兩軸聯(lián)動(dòng)。機(jī)床控制系統(tǒng)采用FANUC 18MB，夾具安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上。設(shè)備具有工件自動(dòng)輸送和自動(dòng)裝夾系統(tǒng)，另外還具有加工尺寸測量和刀具補(bǔ)償系統(tǒng)。機(jī)床先加工工件的一個(gè)面，然后安裝在高精度旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上夾具旋轉(zhuǎn)180°，再加工工件的另一個(gè)面。圖1中的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體毛坯初始定位是由幾個(gè)空間定位點(diǎn)組成，圖2中的兩個(gè)平面構(gòu)成的空間尺寸76.2±0.05mm和平面度0.05的要求是下道工序的定位基準(zhǔn)，靠調(diào)刀和測量達(dá)到76.2±0.05mm和平面度0.05的要求是很困難的。最好的辦法就是用數(shù)控軸來加工，因此采用了三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床。下道工序（銑頂面）的加工尺寸、定位點(diǎn)和夾緊位置見圖3。

新設(shè)計(jì)的夾具圖紙見圖4，夾具的動(dòng)作全部由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。它的上半部分對應(yīng)1#、2#、3#和4#缸孔的6個(gè)定位點(diǎn)；它的下半部分對應(yīng)1和5主軸承孔的4個(gè)定位點(diǎn)。這4個(gè)定位塊是可以伸縮的，以便于在松夾后工件的輸送。另外，這4個(gè)定位塊是一個(gè)整體，在定位時(shí)可以繞15軸旋轉(zhuǎn)，這樣就消除了Y軸旋轉(zhuǎn)的過定位問題。

測量系統(tǒng)

測量系統(tǒng)利用了數(shù)控機(jī)床的高精度，采用了RENISHAW測頭。測量系統(tǒng)設(shè)備啟動(dòng)后測頭首先測量夾具上的三個(gè)Z軸基準(zhǔn)點(diǎn)，并和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較正確無誤后才開始加工。加工完成后在不松夾的狀態(tài)下對工件進(jìn)行測量，如果工件合格則記錄數(shù)據(jù)，加工下一個(gè)工件；如果不合格機(jī)床進(jìn)行聲光報(bào)警，由相關(guān)人員處理。

檢測頻次可根據(jù)加工情況任意設(shè)定，設(shè)定的依據(jù)為刀具的磨損情況和工件的加工要求。檢測頻次的高低對生產(chǎn)節(jié)拍是有影響的，檢測頻次越高生產(chǎn)節(jié)拍越長。

刀具自動(dòng)補(bǔ)償

由于有了測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)補(bǔ)償就很容易了。根據(jù)測量系統(tǒng)對工件的測量結(jié)果，刀具自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)會(huì)在Z軸上把刀具補(bǔ)償?shù)焦畹闹兄滴恢?。另外，還需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工件，用于設(shè)備各個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。

結(jié)語

此工藝方案經(jīng)過技術(shù)交流，使制造廠家充分了解了工藝方案的技術(shù)意圖，通過審圖、預(yù)驗(yàn)收、最終驗(yàn)收到投入生產(chǎn)使用，及較長時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐證明，此工藝方案達(dá)到了預(yù)期的效果，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。