多轴联动孔加工装置妙手——李勇

2020-12-25 15:30 来源:51网 分享到:

简 介

姓  名:李勇

工作单位:零八一电子集团有限公司

技术专长:钳工高级技师

获奖称号:全国劳动模范、全国技术能手、四川工匠,享受国家特殊津贴高技能人才,一直从事电子装备制造和专业技能人才培训工作。

操作技艺

在某设备的一组件中,一种连接板侧面需要等距钻10个孔并攻丝,本技艺通过一种全新的加工思路和装置,不仅可对条形零件进行加工,当改变主轴旋转装置和进料装置的输出轴数量或外形后,也适用于其它大批量、同向多孔零件的加工,能够有效提高加工精度和生产效率。

装备展示

整套装置主要由三部分组成,分别是1.基座,2.主轴旋转装置,3.进料装置。

基座相对固定;主轴旋转装置可延Z轴方向上下运动,实现钻削时的进给运动,并实现十轴联动;进料装置采用销轴定位,可延Y轴方向前后运动,实现多个零件的加工需求。

1.基座

基座部分由1.底板,2.进给导轨,3.进料导轨,4.支筋,5.限位板,6.定位手柄组成。

2.主轴旋转装置

主轴旋转装置由1.支架,2.变向盒,3.钻杆,4.主动轴,5.传动轴,6.输出轴,7.钻夹头,8.钻头或丝锥组成。

  

3.进料装置

进料装置主要由1.外框,2.夹板,3.手柄组成。

操作要点

一、基座部分的操作

把整套装置用底板固定在立式钻床上,钻头进给时,操作进给导轨,保持钻头与零件在X轴方向的相对位置,同时使主轴旋转装置在Z轴方向平行移动。操作进料导轨,保持进料装置上夹持的零件延Y轴方向平行移动。操作定位手柄,确定进料装置上夹持的零件在Y轴方向的相对位置。借助限位板保护主轴旋转装置升高时不脱离基座。

上述操作中所使用的定位手柄由1.拉手,2.固定柱,3.压簧,4.定位销组成。

基座在操作中的两种状态:松开状态(见上图)、锁定状态(见下图),需要通过操作定位手柄实现。

 

要让基座处于松开状态,先要通过螺纹连接,将两个固定柱固定在底基座部分的进给导轨侧面。随后拉出定位手柄拉手并旋转90°,让定位销头部退出进料导轨。此时,进料装置可延Y轴方向移动,弹簧处于受压状态。

要让基座处于锁定状态,操作定位手柄,使其与固定柱凹凸面相互配合,并借助压簧的作用力,使定位销头部伸出进料导轨并与进料装置侧面孔配合。此时,可便于快速定位待加工零件。  

二、主轴旋转装置的操作  

通过两孔固定的方式,把支架固定在立式钻床主轴外筒上,同时把立式钻床主轴上的钻夹头夹紧钻杆,让主动轴上端与钻杆之间留有径向间隙,以消除同心度误差,当钻杆反转时,带动主动轴反转,通过齿轮带动输出轴正转。

通过传动轴改变转向后,带动下一个输出轴正转,并带动固定在输出轴下端的钻夹头实现正转,让夹持的钻头实现切削需要的旋转运动。当下压立钻手柄时,整个主轴旋转装置实现切削需要的进给运动,实现十轴联动,同时完成钻削、攻丝等操作。钻孔、攻丝深度可根据立钻手柄刻度盘限位装置进行调整。

主动轴如同所示

主动轴由1.主轴,2.向心轴承,3.齿轮,4.调整垫片,5.推力轴承组成。

主轴上下两端分别设置一个向心轴承,与变向盒上下板上的孔配合,确定径向位置。下方增设一个推力轴承,以消除可能存在的轴向串动。齿轮与两侧输出轴上的齿轮配合,传递扭矩。调整垫片将两个轴承分隔开。

输出轴如图所示

输出轴由1.主轴,2.向心轴承,3.齿轮,4.调整垫片,5.推力轴承组成。

主轴顶端安装推力轴承,消除钻削或攻丝过程中产生的轴向抗力。上下两端分别设置一个向心轴承,与变向盒上下板上的孔配合,确定径向位置。齿轮与传动轴上的齿轮配合,传递扭矩。调整垫片将两个轴承分隔开。

主轴下端安装普通钻夹头,夹持钻头或丝锥。

传动轴如图所示

传动轴由1.主轴,2.向心轴承,3.齿轮组成。


传动轴主要用于传输扭矩,只产生径向力,故不需设置推力轴承,此外,传动轴还要起到变向作用,使每个输出轴保持同向旋转,实现每根钻头或丝锥的切削主运动。

三、进料装置的操作

进料装置以两种状态呈现:锁紧状态和打开状态

当零件加工过程中,压下手柄时,外框与夹板之间产生夹紧力,以夹紧零件,进行钻孔或攻丝操作。 

当零件两侧加工完成后,松开3.手柄时,1.外框与2.夹板之间释放夹紧力,以松开零件,进行更换零件操作。

操作进料装置时,外框与夹板,夹板与手柄采用圆柱销连接,可实现相对圆周运动,夹板夹持零件侧安装橡胶垫,实现压力缓冲,并保护零件表面。外框两侧,预作定位孔,与基座侧面定位销配合,实现一次装夹加工5个零件,可根据实际情况增删数量,多层设计主要考虑到零件的加工误差,消除装夹时产生的累积误差。当一面加工完成后,翻转进料装置,推入基座,实现对零件另一侧的加工,可避免二次装夹产生的装夹误差,并有效提高生产效率。

技艺重点

本装置操作过程中,存在以下几个技艺重点:

一、钻头刃磨

在钻头角度选择时,钻头顶角2Φ=90°,增强钻头定心能力;主偏角κr对称,保持钻削垂直度;主切削刃对称,使作用在切削刃上的径向切削力FY0相互抵消,确保孔径;适当加大后角α0,提高钻头排屑能力;尽量减小横刃长度br=0.04*d0,以减小轴向抗力。

二、切削用量

钻孔直径为3.2mm,可一次加工完成,因此,背吃刀量(切削深度)αp=1.6mm恒定,硬铝加工时适当提高切削速度νc,进给时及时退刀,加注切削液。

三、冷却润滑

切削液的选用,相对上述两点是一个极易被忽视的重要因素,在对铝合金进行加工时,切削液通常选择切削油或乳化液,通过实测比较,混合有极压润滑剂、防锈剂、表面活性剂的切削液各项性能指标明显优于普通切削油。切削液PH值应控制在8.2-9.5之间。PH值过高,容易造成铝合金被腐蚀,加工后零件发黑,对后续工序表面质量造成影响;PH值过低使细菌大量繁殖,影响切削液的稳定和使用性能。

四、深度控制

由于零件顶面总孔数为10个,从左至右按1号位孔至10号位孔表示,其中1号位孔和10号位孔为盲孔,其余8孔(2号位孔至9号位孔)为通孔,应对1号位孔和10号位孔进行深度控制,为降低主轴抗力,同时保证主轴旋转装置在进给时平行受力,在装夹钻头时,使用平行垫铁,首先装夹1号位孔和10号位孔钻头,准确定位后,抬高1mm左右,装夹相邻2号位孔和9号位孔两根钻头,并依次向中心夹持,保证各组钻头高度相对一至,使整个主轴旋转装置上的钻头处于中间长,两边依次逐渐对称缩短的状态。在加工零件时,靠近中心线的5号位孔和6号位孔钻头最先接触零件,当1号位孔和10号位孔达到深度时,确保其余8孔(2号位孔至9号位孔)贯穿。

编辑:AH

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