Auto-manufacturing of Quick Coupling in Automobile Industry
Lu Peng   Sha Linnan   Advisor: Prof. Jeremy Li
Department of Mechanical Engineering, University of Bridgeport
Abstract
This paper introduces auto-manufacturing of quick coupling in automobile industry. It will take one type of coupling as sample to present themanufacturing process of making the final work piece, listing the working procedures which basically comprises milling surface, drilling central hole,turning outside cylinder, milling arcs, milling central slot, shaping remnant of side slot, and so on. On each step, fixture will be designed and machiningtools should be confirmed according to the requirement of processing. Based on the manufacturing processes designed for the sample coupling, anadvanced manufacturing system will be laid out which is suitable for the coupling family. Due to the similarity on the structure of couplings, some basicmanufacturing rules will be applied systematically, which would be summarized into this system. Eventually, the system will make the manufacturingprocess cheaper, simple and more reliable which satisfies the demand of high-speed, high-effective and more economical in the modern industry.
wp.jpg
Sample of Coupling
Required for Processing
 Confirming the big cylinder in the center;
 Confirming the central slot in the center of circle
 Confirming same center between inside and outside circle
 Confirming two side flats parallel
 Confirming two top circles perpendicular to side surface of central slot
 Confirming two bottom circles symmetrical to the whole piece
 
Working Procedure
Milling six surfaces    Drilling central hole   Turning outside cylinderMilling arcs on two sides       Drilling two bottle holes       Milling central slotMilling two side flats          Milling remnant at two side flats         Drilling twotop holes
Design Requirement
 Main Manufacturing Processes of coupling
step1_millingmachine.jpg
step2_drillingmachine.jpg
step4_1_millingmachine.jpg
step5_drillingmachine.jpg
step6_1_millingmachine.jpg
step6_2_millingmachine.jpg
step7_drillingmachine.jpg
Milling 6 Surfaces
Drilling Central Holes
Milling Arcs on sides
Drilling two bottle holes
Milling Central Slot
Milling two side flats
Drilling two top holes
The light grey one is the body offixture. And two red ones arecylinder, using for clamping
The green one covering the work piece is theguider, confirming the location for the drill. Theworker puts the work piece on the body of fixture.And then close the guider and lock it with thebody of fixture. After processing, open the guiderand take out the work piece.
The inside cylinder is used as referencefor milling arcs.
The structure is almost the same asmilling arcs on sides. Adding thecover is used to confirm the locationof drill.
The yellow one is the V-block. Two green ones are thepins assembled on the back rack of fixture used forpreventing the work piece from rotation. The workerputs the work piece on the V-block, and then V-blockslides along the guider powered from the cylinder,consequently, make the work piece reach to the backrack of fixture and two bottle holes are connected withpins. After processing, the V-block moves out, andworker takes out the work piece.
Two covers are added on the top of V-block.Because we should process the side flat on theoutside surface of cylinder, which is easy forvibration of cutter tool, then, adding the guidercould efficiently avoid this condition. Beforeprocessing, The worker puts work piece on theV-block and closes the guider locking with thebottom of V-block. After processing, unlock andopen the guider, take out the work piece.
Adding the guider could make two topholes more accuracy. The green one is apin, preventing the work piece fromrotation. The worker first puts the workpiece on the V-block, closes the guiderand pushes the pin fit with the bottom holeof work piece, finally uses the C-clamp togrip the guider and V-block for beginningto process
Conclusion
This paper describes the processes of the auto- manufacturing quick coupling which is very useful and normal in theautomobile industry. When we designed the fixtures and process the component, there are several basic manufacturing rules tobe applied systematically. For example, machining tools should be normally chosen by the material of work piece. The goodmachining reference is probably big surface better than small surface. Adding guider or using the V-block is theoretically themain concern for confirming the center of circle. Consequently, the rules could be used as bible for enhancing the workingefficiency when processing the same kind of coupling. The quality of coupling could be guaranteed simultaneously.
In the modern industry, seeking the way of high-effective, high-speed and more economical is more and more popular andthese rules can make the manufacturing process cheaper, simple and more reliable.