涡旋压缩机装配测试线中的的夹具设计要求与测试
发布时间：
2025-09-15
夹具设计与制作
在涡旋盘坯料的3个装夹工艺辅助体对应位置，设计3个用气缸驱动的压块，利用气压驱动，控制压块关节系统，达到压紧零件和松开取件的目的，气动夹具结构如图6所示。零件生产需四工位完成，一出二生产气动夹具（四工位）如图7所示，设计每个工位夹具的排位时，采取了把模型向纵向（Y轴）复制平移的措施，以减少机床长方向（X轴方向）的精度误差；每一工位夹具单独设计开关、压力表，同一工位气缸气路并联，可实现压块同时、同压力且位置精准地压在工艺装夹辅助体上，能避免零件变形，更能保证加工质量、装夹速度和安全性，且为后续升级安装机械手自动切换工件创造了条件。图6
气动夹具结构
一出二生产气动夹具（四工位）
鉴于零件的高精度要求，夹具制造加工上采用磨削优先，其次是慢走丝线切割，最后才是CNC加工中心铣削的工艺方法。其中第三夹的夹具底座上最关键的键槽凸台（和涡旋动盘零件键槽有装配关系）如图8所示，单独加工时需留0.05mm余量，待夹具装配好后，再在CNC加工中心配铣加工，以保证合格涡旋盘零件刚好能放置在夹具上的优秀效果。因底座需要经常切换涡旋盘零件，对耐磨性和稳定性要求高，故采用淬火工艺，使材料硬度提高到48～52HRC，从而保证长时间批量生产的质量稳定性。
键槽凸台
夹具测试
每一工位夹具的气压表，可以测试不同气压产生的压紧力对加工零件精度的影响，经过多次零件试切测试，得出不同切削效率时的最佳气压值，总结出在普通切削（主轴转速10000r/min）时，气压调到0.3MPa，加工稳定性好；当主轴转速提高到20000r/min时，加工涡旋盘渐开线型面，需要把气压调到0.4MPa，才能更稳定地保证表面加工质量和精度。由此可知，气动夹具能通过气压表量化压紧力，并通过测试得出最佳压力。且由于气动夹具的稳定性，可以有针对性地对加工过程中发现的问题提出改进方案，因此可以较快解决问题。比如在测试过程中，发现CNC加工中心用铣刀采用等高策略铣削圆，虽然直径可以达到公差要求，但圆柱度始终无法达到技术要求，即使是刀路轨迹优化至全部实现圆弧插补，在数控机床运行加工后，也解决不了圆柱度的问题，只有用镗削、铰削刀具才能实现，且合格率高、效率快。
连续生产10件产品进行验证，三次元检测数据如图9所示，表明加工的零件合格率达到99%，涡形线轮廓精度非常好，能实现批量生产。
图9 连续生产10件产品进行验证的三次元检测数据
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