关于民品生物燃料成型机中环模加工的工艺技术

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1.简介

环模民品项目生物燃料成型机中的关键零件,由于零件在圆周上有三排径向孔共444个,受此结构特点的限制,加工时需要专用工装,环模的加工制造质量将直接影响生物燃料成型机压出成品质量.依据用户需要成品直径多少,环模孔应是多少,只要更换环模就能满足用户需求,所以环模的加工质量将影响生物燃料成型机加工产品的质量.

为此设计专用钻模,钻模采用回转式结构,用于加工分布在圆周上的径向孔.此夹具保证零件加工的位置精度、尺寸精度,提高加工效率,满足零件的设计和使用要求.

2.应用领域

属于机械加工领域,环模零件适用于各种类型生物燃料成型机及其他民品项目上.

3.与国内外行业对比

环模零件在圆周上有三排径向孔的加工,无论在什么设备上,都需设计专用夹具.比较先进的加工方法是：在数控机床上加工,用夹具定位后,利用旋转工作台,并有专用刀具.选用普通钻床,通常的方法是设计专用夹具,此夹具具有回转结构,从而实现圆周上径向孔的加工.

4.技术原理

4.1零件的工艺分析

4.1.1零件结构特点：如图所示：

该零件外圆直径ф670mm,内孔直径ф520mm,长度100mm.在圆柱面上有三排ф10mm孔共计444个,孔的表面粗糙度要求Ra6.3, 内圆柱面ф520mm的相应位置有三个梯形槽,槽的粗糙度Ra6.3.零件的材料为40Cr,为锻件,热处理硬度为269～321HB.

4.1.2零件的工作原理

将准备压制的秸秆切成长50mm,经上料机将物料送入进料口,通过主轴转动,带动压辊转动,并经过压辊的自传,物料被强制从环模孔中挤出,并从料口落下.环模尺寸公差影响两压辊与环模之间的调整间隙.零件的加工尤为重要.

4.1.3工序设计

根据工艺过程拟定原则,拟定环模的工艺过程,并考虑到现有的生产条件下及考虑小批量生产的需要,合理安排切削加工工艺路线为：

工序1锻件毛坯——工序2粗车按图纸尺寸留量8～10MM——工序3热处理-工序4精车用车床车CW6180外圆ф670+0.20及端面——工序5车ф520+0.20内孔及端面100尺寸达到图纸要求——工序6用钻床Z3080在钻在圆周上的平行三排ф10孔444个孔钻模——工序7立车车ф520内孔上有三个槽——工序8划线——41-M10和8-M8位置度0.4MM螺纹孔位置线----工序9在镗铣床上打点——工序10在用钻床Z3080钻孔、攻丝达到图纸要求——工序11检验合格.

零件结构图

4.2钻床夹具设计

钻床夹具特点和设计方法.

钻削与其他加工方法比较,切削条件较差,因钻孔刀具的结构较复杂、悬伸比和轴向抗力大,切削过程中工艺系统刚性差,且较难可靠地供送切削液和顺利排屑,使钻孔质量难以稳定.钻床夹具是保证刀具旋转轴线对工件定位表面有正确的相互位置,根据工件的几何形状和尺寸结构及工艺特性,设计钻床夹具应满足下述要求：

（1）正确地将工件对刀具定位.

（2）加工时可靠地夹紧和牢固支撑工件.

（3）给予刀具导向.

（4）夹具在机床上找正并固定.

（5）刀具折断最少,寿命长.

（6）认为误差的可能性最少.

（7）减少作业时间.

钻床夹具的结构按其采用的机床形式、在机床工作台上的安装状态、钻模板的结构、工件的结构形状及其在机床和夹具上的装夹方式因素确定.

如上图所示,该钻模主要由钻模板1、钻套2、定位插销3、分度盘4、心轴5、隔套6、压板7、压紧螺栓8、、轴承9、压紧螺母10、底座11、

环模工件是在一圆周上加工一排孔ф10是148个,三排共444个.为了能在一次装夹完成等分表面的加工,就要求夹具在工件加工过程中需要进行分度.使夹具其他部件连同工件转动完成钻孔的加工.为完成三排孔加工必须换一次钻模板才能完成零件的加工.

夹具的使用方法：以环模工件内孔和端面在心轴5和端面A上定位.用压紧螺栓8和压板7将工件压紧.4为分度盘,3为定位销（分度盘有污物时,不直接影响分度盘的接触）.当一排孔加工完,拔出定位销3,利用6-ф14孔转动分度盘至另一位置,再插入分度销4,继续加工另一排孔的加工.加工完第一和第三排孔,换钻模板完成第二排孔的加工.

使用效果：

实践证明：用这套钻模装夹工件进行加工,保证尺寸要求,使零件精度稳定,解决了在圆周上无法加工的问题,提高了劳动生产率,降低了生产成本.

5.创新点

（1）回转式结构.加工环模的专用钻模采用回转式结构,可加工多种环模圆柱面上的径向孔,解决了在圆周面上孔无法加工的问题.

（2）由于加工圆周上等分孔,分度盘的设计是关键.分度盘转动摩擦力大,通过查阅资料把最初设计的铸铁套改为滚动轴承,因滚动轴承是在机械转动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的作用.这样解决了关键性问题,从而达到夹具的设计目的.

（3）钻孔位置的更换.当一排孔加工完,拔出定位销,利用6-ф14孔转动分度盘至另一位置,再插入分度销,继续进行另一排孔的加工.加工完第一和第三排孔,换钻模板完成第二排孔的加工.

6.应用和推广情况

在小批量生产过程中,用这套钻模装夹工件进行加工,保证尺寸要求,使零件精度稳定,解决了在圆周上无法加工的问题,提高了劳动生产率,降低了生产成本.

7.经济及社会效益

利用回转式结构的钻模,不但解决了在圆周面钻孔的问题,现以用到系列生物燃料成型机中的加工,达到提高环模的质量,实现产品的创收.