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自动铣削十字槽的工装设计
□施学斌
苏州大学机电工程学院江苏苏州215021
摘要:某零件生产批量大,其顶部端面需要铣削十字槽。该槽在以往加エ时,使用传统加エ方法
由生产者手动装夹工件进行加エ,生产效率低。为提高生产效率,设计了一种自动化铣削的工装,能自动
装夹工件进行加エ,生产效率高,且产品质量稳定。
关键词:自动铣削十字槽工装
中图分类号:TH122
文献标识码:B文章编号:10004998(2015)10-0082-03
图1所示的传动套,生产批量大,其制造工艺路线
自动上料机械手
夹具
自动下料机械手
为:铸造→退火→夹小端外圆→按毛坯找正→车端面
粗车小端外圆以外的各档外圆→粗车内孔各部位一→
机械手
掉头装夹→车端面→车小端外圆→再次掉头装夹→精
手部结构
车小端外圆以外的各外圆至尺寸要求→精车内孔至尺
寸要求→铣顶部端面十字槽。该零件顶部端面的十字
槽在以往加工时,由生产者手动装夹工件,在立式铣床
上完成铣削。生产效率不高,且劳动强度高。
▲图2工装
其余
2上料方案
工件由上料输送线运送过来,到位后,光电开关发
b70
2?e
出信号,输送线停止运动叫。上料机械手的手臂旋转到位,
控制手臂伸出液压缸来驱动手臂前伸到位,手臂在升
降液压缸的驱动下手臂下降,同时手指液压缸使手爪张
开到位,手爪夹紧工件,机械手手臂开始上升,到位后,
中150
手臂回转至夹具上方,手臂下降到位后,手爪松开,放下
工件。机被于手臂上升,?转,返回到原点初始状态
3工件定位方案
零件的定位方案如图4所示,机械手放下工件时
夹具上的定位销插人工件底部孔中。工件以底面定位
限制3个自由度,分别是沿Z轴方向的移动自由度和
图中未标注倒角为1.5x45°,材料为HT200
沿X轴方向以及Y轴方向的翻转自由度。定位销是短
▲图1传动套
销,共限制2个自由度,分别是沿X轴方向和沿Y轴
方向的移动自由度,这样共限制了5个自由度。加工
1总体设计思路
时,先铣出十字槽的第一个方向的糟,然后回转台带动
工件采用机械手自动上料、自动夹紧加工、机械手零件一起旋转90°,再铣削十字槽第二个方向的槽,因
自动下料的方式,如图2所示,自动上料机械手、夹具、此这种定位方式完全能够满足加工要求
自动下料机械手组成了自动铣削十字槽的工装
整个铣削生产线如图3所示,由上料输送线、工装4夹具
和下料输送线组成
如图5所示,夹具由回转台、夹具体、旋转推进液
收稿日期:2015年5月
压缸、钩形压板、定位销、压板等组成。夹具体按中心安
図2
2015/10
机械制造53卷第614期a
装在回转台上,保证夹具定位
上料输送线
工装
下料输送线
销的可转中心与回转台的回转
中心重合,这样,工件的回转中
心就与回转台的回转中心重
合。用压板将夹具体固定在回
转台上。
水平面内旋转90°后将工件夹紧2。加エ完毕后,定位第グ。鉄削生产线
工件定位后,旋转推进液
▲图3
压缸拉动钩形压板下移,该压板下移的同时,在
工件
旋转推进液压缸带动钩形压板上移,同时在水平
面内旋转90°,松开工件,这样压板就不会妨碍
装卸工件,图5所示为工件夹紧状态。
5铣削过程
▲图4定位方案
加工设备采用立式升降台床,为满足加工要求,6下料方案
对铣床电气控制部分进行了适当改进,使其上下进给
侁削完毕后,旋转推
和水平进给能通过行程开关接受电气控制。铣削过程进液压缸推动钩形压板
为:工件夹紧后,传感器向P[C发出信号,PIC开始控上移并旋转90°,松开工
制工作台正向进给,实现铣削,当十宇槽的第一个方向件。下料机械手的手臂旋
铣完后,行程开关被触发,给PLC发出信号,PIC控制转到位,下移,卡爪将工
工作台下移到规定位置后停止。此时工作台进给机构件夹紧、上移到位后,手」1.转台2夹具体3旋转推进液
反向旋转,T作台快速返回,到位后,工作台上移到初臂旋转到下料输送线的」压缸4钩形压板5定位销5压板
始位置。同时,回转台带动工件旋转90°。工作台再进上方,手臂下移到位后
▲图5夹具
行正向进给,铣刀对十字槽的第二个方向进行铣削。铣卡爪松开工件,机械手手臂上升,并返回到初始位置,
削完毕,行程开关再次给PC发出信号,PILC控制铣床工件则由下料输送线送走。
工作台重复上述返回的流程,回到初始位置。同时,回
转台反向旋转90°,也回到初始状态,整个铣削过程完7控制方案
成
通常情况下,机械手有气动和液压等不同种类。液
压传动相对于气动来说,运行平稳,位置精度高,更适
区?せにXk区名?区a???出
1、7.手臂回转液压缸2、9.手臂伸出液压缸3、8.手臂升降液压缸
4、10.手指夹紧液压缸5、6.旋转推进液压缸(加工时夹紧工件)
▲图6液压工作原理
Nラ机械制造53卷第64期
2015/10