立式加工中心能完成銑、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等工序，與相應(yīng)的臥式加工中心相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積較小，價(jià)格較低，且便于操作，是目前中小型企業(yè)應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床。針對(duì)變速箱體被加工孔系多，同軸度要求高，跨距大，常用的立式加工中心零件一次裝夾不能完成上下兩底面和各側(cè)面孔的加工的情況。因此今天夾具俠與大家分享一篇文章關(guān)于一種可以在立式加工中心上對(duì)變速箱體進(jìn)行快速加工的雙工位旋轉(zhuǎn)專用夾具的研究設(shè)計(jì)。

圖1 福特11速變速箱

一、零件的加工工藝分析

變速箱體結(jié)構(gòu)如圖1 所示，長(zhǎng)寬高約為425mm×210mm×105mm，材料為HT200，硬度約為190HBS。箱體兩側(cè)面有四組軸承孔，它們分別是2－80J7、2－ 47J7、52J7、3－40J7，尺寸精度和位置精度都比較高；孔口周圍分布有多個(gè)大小不一的光孔和螺孔：3－10、4－14、4－M10－6H、12－M6－6H。再看表面粗糙度，軸承孔和底面的表面粗糙度都是Ra1．6，零件兩側(cè)面凸臺(tái)位置和螺孔為Ra6．3，其余為鑄件面。通過以上分析得出：零件的加工精度要求較高，一組軸承孔之間的跨距較大，而且存在同g軸線上的孔徑大小不g的情況。立式加工中心由于受到刀具和Z 向行程的限制，兩面的孔必須翻面才能完成加工，為了能保證其同軸度，根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，工藝要求統(tǒng)一以三面定位裝夾，以尺寸100的軸線為翻轉(zhuǎn)軸線，對(duì)工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)加工。在此工序之前，其上各三個(gè)基準(zhǔn)表面已經(jīng)精銑完成。

圖2 變速箱工序圖

二、夾具的設(shè)計(jì)

2．1：定位與裝夾

①定位方式的選擇：根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及加工工藝，本設(shè)計(jì)采用的是平面定位，以?shī)A具體上的3個(gè)支撐板和1個(gè)支撐釘，在夾具體上對(duì)變速箱實(shí)現(xiàn)完全定位。

②夾緊方式的選擇：采用雙液壓缸進(jìn)行夾緊，裝夾快速平穩(wěn)，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足大批量生產(chǎn)要求。

2．2：夾具的工位旋轉(zhuǎn)

由于三軸聯(lián)動(dòng)的立式加工中心工作臺(tái)和Z軸方向不能旋轉(zhuǎn)，工件不能一次裝夾加工完兩面的孔系，需要旋轉(zhuǎn)180°才能完成另g面孔系的加工，夾具增加旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)軸的中心與工件尺寸100 的軸線所在的水平面重合，采用擺動(dòng)液壓缸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度快而穩(wěn)，旋轉(zhuǎn)角度精準(zhǔn)。滿足加工精度，提高工作效率。

2．3：夾具的工作原理

該夾具的機(jī)械部分主要由底座、定位裝置、夾緊裝置、旋轉(zhuǎn)裝置等部分組成。底座是承裝各部件、與機(jī)床連接的重要部件，夾具調(diào)整好后通過機(jī)床T 型槽上的螺釘把底座固定在機(jī)床工作臺(tái)上。定位裝置由夾具體、定位塊和定位釘組成，如圖2 所示，定位塊和定位釘安裝在夾具體上，底面定位塊4、6和側(cè)面定位塊14、定位釘7限制了工件的六個(gè)自由度，對(duì)工件進(jìn)行完全定位。夾緊裝置由兩個(gè)安裝在夾具體上的轉(zhuǎn)角油缸組成，其體積小、力量大，節(jié)省空間，夾持速度快，定位準(zhǔn)，可對(duì)工件快速裝夾、快速打開。

圖3 夾具結(jié)構(gòu)裝配圖