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三段定位法加工橡胶石棉垫(实例分享)

日期:2019-07-29 

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泵、阀壳体密封的橡胶石棉垫,通常形状复杂,并且有多个甚至10多个螺栓孔。这种石棉垫通常用冲模加工,由于零件复杂,所以模具较大且制造难度大,制造费用一般在几万到几十万之间。在泵、阀壳体密封的橡胶石棉垫用量不大的情况下,要制作模具就会极大的增加零件的成本。通过研究,在实际生产中可以使用数控铣床加工这种橡胶石棉垫。下面以图1所示零件为例向大家介绍这种加工方法。

图1


这个零件是典型的泵、阀壳体密封的橡胶石棉垫,多孔、内外形复杂,厚度0.8mm。首先设计1套夹具(见图2)用数控铣床加工,每次加工50件。主要设想是用形状和零件相类似的底板和盖板将零件毛料夹住,然后用三段定位法在数控铣床上安装定位夹具,使铣刀按夹板轮廓轨迹运行,加工出所需要的形状和孔。夹具主要由底座、底板和盖板组成,底板、盖板起夹紧作用,轮廓尺寸比零件小0.1mm,将50件零件毛料夹紧,程序按零件轮廓尺寸中差编程,铣刀在距底板、盖板轮廓外0.1mm处铣削,保证零件型面和各孔符合要求。

图2


1、3、10.压板2.螺母4.盖板5.底板6.底座7.定位套8、9.定位销


此加工方法关键是夹具如何在机床上定位,保证反复装夹时铣刀的运行轨迹距夹具轮廓外0.1mm处运行。这个零件采用2个φ6.50+0.022mm孔(见图1)定位,编程时以零件左边φ6.50+0.022mm孔中心为原点。加工时,第1阶段先将夹具底座安装到机床工作台上,将定位销9装到机床主轴上,并将主轴移动到原点位置,然后将定位销9插入底座定位孔中,并用压板固定底座。第2阶段将底板安装到底座上,在底座和底板的定位孔中插入定位销9,定位销9和底板底面限制底板X、Y和Z3个轴向和绕X、Y轴转动5个自由度。机床主轴装夹定位销8移动到右边φ6.50+0.022mm孔坐标处并插入底板右边φ6.50+0.022mm孔内,限制绕Z轴转动自由度,这样底板6个自由度全部限制,底板在机床上有了正确的位置,用压板10固定底板,拔出定位销9。第3阶段将石棉板毛料(先钻好定位用的左边φ6.50+0.022mm孔)放到底板上,将盖板压到石棉板毛料上,用定位销9和盖板底面限制盖板的X、Y和Z3个轴向和绕X、Y轴转动5个自由度。再用机床主轴装夹定位销8移动到右边φ6.50+0.022mm孔坐标处并插入盖板右边φ6.50+0.022mm孔内,限制绕Z轴转动自由度,这样盖板6个自由度全部限制,盖板在机床上也有了正确的位置,用压板3固定盖板,拔出定位销9。这时底板、盖板的轮廓就和程序控制的铣刀轨迹相符,铣刀在距底板、盖板的轮廓外0.1mm处运行,可以进行铣削操作了,加工出来的效果如图3所示。

图3

这套夹具制造成本在1 000元左右,而制造1套模具成本大约6.5万元。加工效率20min加工50件,1h加工150件。加工质量非常好(见图3),没有冲切的毛边,各孔的位置度和内外形尺寸在±0.02mm以内。用数控铣床加工橡胶石棉垫是一种相当灵活的柔性制造,可以很方便的加工各种橡胶石棉垫。今年我们公司制造了8套相类似的夹具,节约模具制造资金约35万元。

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