随着我国高速公路的飞速发展,人们对沥青混凝土摊铺机的要求也越来越高,要求摊铺机具有多种功能,不仅要摊铺基层稳定土、面层沥青,而且还须对摊铺路面进行预压实,以减少压路机的滚压次数,降低修路成本提高路面质量。双振捣机构的熨平板能较好地满足了以上要求,因此,在国内外摊铺机上得到广泛使用。在该机构中支承、连杆是机构的关键件之一,使用的数量大,相对连接位置精度要求高,其加工精度的高低直接能影响到机构的装配精度和使用性能。因此,对支承、连杆的加工要有一套切实可靠的工艺来保证,对其加工工艺进行优化设计很有必要。
一、结构原理
熨平板振捣装置为偏心连杆结构,下部为振捣梁,梁的上部为振捣架,连杆将振捣架连接在偏心轴上。偏心轴通过液压马达或电机驱动旋转,使振捣梁做上下垂直振动,对摊铺物料进行预捣实,它的下前缘是30°或45°角度的斜面,摊铺作业时,梁的下斜面对前面的松散混合料不断冲击,使之渐趋密实厚度减小。梁的水平面对此进行修整,确定铺层的高度,熨平板随后进行整形和熨平。熨平板振捣装置只有一根振捣梁,称单振捣,有两根振捣梁的称双振捣。双振捣机构是由框架、偏心轴、支承、连杆、振捣梁、振捣架等部件组成,其中支承的一端与偏心轴连接,另一端与框架相连起定位作用。连杆的一端与偏心轴连接,另一端与振捣架相连,起一个连接作用,是一个动连接(见图1)。由于各部件之间的相关位置精度要求高,在加工上有一定的难度。为了保证支承、连杆的加工质量及提高产量,我们对其加工工艺进行了优化设计,取得了明显的效果。
二、工艺分析与加工工艺优化设计
支承、连杆是一个外形不规则的板材件(见图2)。
其中内孔与偏心轴相连,下端面与振捣架、框架连接。两者之间都有较高的位置精度要求,如果支承、连杆的加工精度不高,在装配中,往往会造成偏心轴转不动被卡死的现象。因此,保证内孔与下端面之间的形位公差要求是关键因素。为此我们对支承、连杆的加工工艺进行优化设计如下:
2.1第一种加工方案
由于支承、连杆为厚板件,其外形不规则,采用仿形切割下料,以保证外形尺寸。其加工工艺以支承为例:在车床上,夹外圆粗、精车内孔及其端面,之后在内孔的端面上钻两个工艺孔(见图3)。以一面两销为基准做工装,工件装夹在工装上铣下端面至图要求,从而保证内孔与下端面之间的形位公差要求。再用工装精车内孔及模钻其余各孔至图要求。
方案分析:
①此方案虽然保证了内孔与下端面之间的形位公差要求,但其加工基准与设计基准、装配基准不统一。是通过基准转换来达到图纸要求,存在制造误差,不符合基准统一原则。经实践,在装配中时有偏心轴转不动被卡死的现象出现。
② 由于切割应力的存在,影响该件在加工过程中的精度。
2.2第二种加工方案
采用数控切割下料,既保证了零件的外形尺寸,又保证了外形的质量和美观。采用喷抛丸表面处理,减少切割应力。在车床上,夹外圆粗、精车内孔及其端面,以内孔为基准铣下端面至图要求,然后在下端面上钻工艺孔(见图4)。以下端面和孔为基准做工装,工件装夹在工装上,精车内孔及端面至图要求,从而保证内孔与下端面之间的形位公差要求。再模钻其余各孔至图要求。
方案分析:
①此方案基本上保证了内孔与下端面之间的形位公差要求,加工基准与设计基准、装配基准统一,符合基准统一原则。经实践,在装配中还有40%左右的零件需要调配才可达到设计要求。
②由于喷抛丸表面处理只能消除切割应力的40%,还是影响该件在加工过程中的精度。
2.3 第三种加工方案
主要以第二种的加工方案为主。其调整方案为:
(1)在下料工序后增加了去应力退火工序,消除切割应力,保证该件在加工过程中的精度。
(2)增添工艺公差。在图纸中,内孔与下端面的相关尺寸设计公差为±0.10mm,为保证内孔与下端面之间的形位公差要求,其加工的工艺公差控制在±0.05mm之内。
(3)支承、连杆加工完毕后,对关键尺寸进行全数检验。并用检验连接工装进行模拟装配,保证其形位公差要求。