提高小刀板加工效率的工装设计方法

作者：隋善勇　李文静江立军　

　　论文关键词:定位销　杠杆原理　自由度
　　论文摘要:小刀板批次加工过程中效率相对低下，设计一种工装来提高小刀板的加工效率和精度。
　　1.前言
小刀板是指全自动轴承专用铆钉机专用切口刀板，刀口加工使用数控线切割机。由于数控机床的加工过程是单机单次作业，在批次加工过程中，效率相对低下。所以如何提高小刀板的加工效率和精度是在实际加工过程中产生的新问题。
　　2小刀板结构概述
全自动铆钉机最重要的剪切部件就是小刀板。由于该刀板在高速状态切下铆钉丝，必须保证铆钉吃刀处的几何圆形不变，不得留有刮伤和切痕。小刀板结构简单，使用寿命长，切割质量稳定。刀板结构如图1，其刀口为规则的半圆形，圆形刀口在刀板上保证左右对称，在对称轴向方向必须保证位置度。小刀板刀口消耗量大。刀口部分是硬质合金，而刀板块是未淬火的20c:钢材，适用于数字控制高速线切割机加工。

　　3工装位置和精度位置的要求
(1)保证小刀板刀口轴线和基准平面(大平面)垂直度0.01mm。wWW.133229.CoM
(2)圆形刀口在刀板上保证左右对称，对称度值0.07mm。
(3)保证小刀板刀口轴线在刀板上的位置度。
　　4工装设计
工装使用的胎孔板必须保证加工的平面两端平行差在0.02mm之内，钥丝垂直度应小于千分之三，以保证小刀板刀口轴线和基准平面(大平面)垂直度。根据加工图纸，采用定位销定位，小刀板底面用两个定位销，右侧面用一个定位销，结合胎孔板的平面定位，这样便限定了小刀板在x,y,z三个方向的自由度，见图2。最后，加工定位销孔时是以(0,0)为程序原点进行加工，同时，加工小刀板的主程序原点也和(0,0)重合，这样保证了定位销孔位置的准确性，也就保证了小刀板定位的准确性。至于小刀板的对称形和刀口的位置度则是靠机床本身的精度去保证。

　　由于加工必须保证小刀板完全靠在定位销上，所以小刀板需要在x,y两个方向夹紧，依靠杠杆原理进行夹紧，保证装夹位置。设计的工装如图3所示。

　　杠杆作用力是在坐标系xoy的角平分线上的，保证了x,y方向的夹紧力。销子的选择及配合工差:销子选择用刚度和圆度较好的淬火后磨削钢销，销子和孔配合为程度较小的过盈配合，以直径叫mm标准圆柱销子为例，销子公差为巾4.0-0.01，切割后的孔为装黔，过盈量最大为0.07mm。应该注意的是切割胎孔板时，不能使过盈量过大，以防止在插人销子时振动胎孔板，使基准丧失。
杠杆夹紧力作用点是在小刀板的角点，使作用力沿135“的方向均匀分布，作用力需使小刀板准确地靠在定位销上即可。·杠杆的长端在小刀板侧，经过设定，作用力x,y方向均约为0.007n，杠杆长短比例为4:1，长端的作用力为o.o1n,短端的作用力为0.04n，选定弹性系数为4的弹簧后，只需有1cm的行程即可达到所选的作用力。小端和弹簧销的距离为5cm，弹簧长度选定为4cm。
　　5结论
　　工装组装完毕后，把小刀板进行装夹，用线切割机加工后，首件成功首件试切检查合格后，进行了大批量的小刀板加工，经过检验，证明此方法完全可行。