三爪卡盤隨機(jī)修整器的研制

1、三爪卡盤隨機(jī)修整器的研制近幾年來機(jī)械制造專業(yè)班級(jí)多， 如數(shù)控專業(yè)中級(jí)高級(jí)班， 模 具制造專業(yè)中級(jí)高級(jí)班， 數(shù)控裝調(diào)維修班等。 占學(xué)院專業(yè)班級(jí)的 1/3 以上。每年開設(shè)車工專業(yè)技能實(shí)習(xí)課的學(xué)生較多，實(shí)習(xí)時(shí)間 也長。因此車床的使用率都是滿負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)有普通車床計(jì) 52 臺(tái)，數(shù)控車床 50 臺(tái)。由于車床長期處于高負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其 是車床三爪自定心卡盤每天重復(fù)工作、 毛坯圓鋼的裝夾， 加上每 個(gè)學(xué)生裝夾工件的手勢(shì)、力度、大小、刀具磨損等等不利因素， 使卡盤的卡爪在外力或車削受力中嚴(yán)重變形與夾損。產(chǎn)生直線 度、圓度誤差。經(jīng)檢測(cè)，有些卡爪圓度誤差 0.8m m以上。再這樣 下去卡爪幾難以使用了， 亦難以

2、修復(fù)。 按以往的辦法修復(fù)卡爪車 一個(gè)發(fā)蘭盤， 用卡爪反張力夾緊內(nèi)孔。 用內(nèi)孔硬質(zhì)合金車刀車削 卡爪，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果不好，精度達(dá)不到。因此，面臨卡爪修復(fù) 急需盡快解決。影響三爪自定心卡盤精度的主要因素 三爪自定心卡盤結(jié)構(gòu) 三爪自定心卡盤是車床上應(yīng)用最為廣泛的一種通用夾具， 主 要有外殼體、三個(gè)卡爪、三個(gè)小錐齒輪、一個(gè)大錐齒輪等零件組 成。當(dāng)卡盤扳手方榫插入小錐齒輪的方孔中旋轉(zhuǎn)時(shí)， 小錐齒輪就 帶動(dòng)大錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 大錐齒輪的背面是平面螺紋， 卡爪背面的螺 紋與平面螺紋嚙合， 從而驅(qū)動(dòng)三個(gè)卡爪同時(shí)沿徑向運(yùn)動(dòng)以夾緊或松開工件三個(gè)卡爪在外力的夾緊下， 由于長期的反復(fù)裝夾使用， 特別 是毛坯圓鋼采用一夾一

3、頂或毛坯圓鋼在三爪夾持過短 （卡爪長度 的三分之一時(shí)）很容易使三爪前段產(chǎn)生錐度（喇叭狀），里面小 外面打，造成圓柱度誤差大。三爪出現(xiàn)錐度和圓柱度誤差時(shí)， 當(dāng)毛坯圓鋼前段夾持部分產(chǎn) 生三爪與圓鋼為錐度間隙，跳動(dòng)過大。如下圖所示：圖 H-010車床卡盤卡爪產(chǎn)生錐度間隙的主要原因：1）長期裝夾卡爪前端部分約 1/3 處受力；2）裝夾毛坯圓鋼一夾一頂位置受力；3）三個(gè)卡爪受力不均勻，前端徑向受力過大，后端受力較 小，因而產(chǎn)生錐度間隙。此時(shí)三爪再夾持工件進(jìn)行加工， 就會(huì)出現(xiàn)夾緊力不在一條線 上，實(shí)際夾緊力在一點(diǎn)上，很容易發(fā)生車削工件時(shí)產(chǎn)生跳動(dòng)，崩 刀，更為嚴(yán)重的在切槽切斷時(shí)工件折彎、 車刀折斷以及危害人

4、身 安全造成事故發(fā)生。因此，我制造了砂輪修整器。利用內(nèi)圓磨的工作原理，以車 代磨砂輪修整器。其原理、用途及工藝進(jìn)行分析論證。砂輪修整器的零部件裝配加工由于三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪材料是 45#鍛造而成，經(jīng)過 一系列熱處理工藝，對(duì)使用要求很高（ 45 鋼淬火最高硬度一般 能達(dá)到HRC50。所以對(duì)工件高硬度材料唯一的加工方法是使用 砂輪磨削，才能真正解決問題。1、砂輪修整器電動(dòng)機(jī)的選擇1） 先決條件是選用三相異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為6000r/min ， 功率為120W強(qiáng)勁有力、耐用作修整器磨頭。2） 將原電動(dòng)機(jī)主軸用油壓機(jī)壓出，重新選用45#圓鋼調(diào)質(zhì) 材料加工。粗車留有精磨余量加工。3）將電動(dòng)機(jī)前端蓋

5、外圓車 1 ：30錐度（與鋁合金緊固架內(nèi)錐 1:30 配合使用）。2、電動(dòng)機(jī)的組合鋁合金緊固架的設(shè)計(jì)1） 采用鋁合金板材料制作緊固架，車削內(nèi)孔1:30 錐度，使 電動(dòng)機(jī)前端蓋錐度與緊固架錐度配合使用。2）加工一條長120mm寬30mm高20mm勺鋁方板工件與緊 固架用螺釘聯(lián)接緊，裝上車床小刀架壓緊作用。3、扇型定位塊的制作設(shè)計(jì)1 ）制作原理要磨削修整三爪內(nèi)孔， 卡爪的夾緊非常關(guān)鍵。 扇型定位塊是 放置在三個(gè)爪側(cè)面， 利用等分角度通過夾緊定位迫使扇型定位塊 向圓心等距夾緊。2）扇型定位塊加工（1）加工扇型定位塊，選用 45#鋼板材料，下料毛坯為（用 風(fēng)割）。車外圓，內(nèi)孔，厚 15mm。（2）按圖

6、紙要求，用線切割加工三件，等距等邊。圖 H-020 扇型定位塊示意圖圖 H-030 定位裝緊前 圖 H040 定位裝緊后 扇型定位塊與卡爪裝配實(shí)物關(guān)系圖圖 H-050 扇型定位塊裝配夾緊實(shí)物圖3）砂輪的選擇 三爪自定心卡盤卡爪表面淬火硬度較高的材料選用白色氧 化鋁砂輪。（1）在車床上磨削所選用的砂輪粒度一般在36#80#之間。磨削硬而脆的材料時(shí)，選用中等或較粗粒度的砂輪。（2）磨削內(nèi)孔時(shí)，砂輪外徑一般取工件孔徑的2/3 左右，砂輪寬度在縱向磨削時(shí)寬些。（3）所以根據(jù)以上條件要求選擇剛玉類白剛玉WA（GB粒度號(hào)60#，硬度中，型號(hào) WA60L尺寸30X20X10mm4）金剛石修磨定位軸的制作 修

7、磨器的砂輪要經(jīng)常不斷的進(jìn)行修磨， 確保圓跳動(dòng)在 0.02mm 以下，同時(shí)要有良好的使用效果。所以采用金剛石筆修磨。（ 1 ）金剛石筆定位軸主要支撐金剛石筆固定在軸孔壓緊上， 以防出現(xiàn)徑向躥動(dòng)。（ 2）定位軸采用 45#圓鋼材料，實(shí)物圖見下圖：圖 H-060（3）定位軸后端（尾座方向）鉆孔，深20mm攻螺紋M8.軸向20mn長定位鉆孔，鉆通。通孔內(nèi)放入金剛石筆，定位。用 M8內(nèi)六角螺柱壓緊。5）檢驗(yàn)棒的用途及加工 檢驗(yàn)棒主要用于卡爪修整后，用百分表來檢測(cè)卡爪的圓度， 圓柱度，直線度是否合格，達(dá)到使用要求。圖 H-070 檢驗(yàn)棒檢測(cè)實(shí)物圖圖 H-0804、砂輪修整器裝配 修整器各零部件加工完成后進(jìn)

8、行檢驗(yàn)裝配。1）、三相電動(dòng)機(jī)裝配 將電機(jī)主軸精磨后用油壓機(jī)壓入轉(zhuǎn)子定位，兩端軸承裝配， 后端蓋放入碟形彈簧墊圈， 兩端加入潤滑油， 轉(zhuǎn)子軸放入定子座 內(nèi)，兩端蓋螺釘壓緊。2）、鋁合金緊固架裝配 將三相電動(dòng)機(jī)前端蓋外錐面與鋁合金內(nèi)錐面緊配合，裝上 3個(gè)M6螺釘，并在鋁合金座中心線上將方條鋁板配鉆 M8螺釘緊固， 并配鉆M6螺釘，使方條鋁板與后端蓋連接加固，實(shí)為一體。3）、由于三相電動(dòng)機(jī)為380V交流電壓，既要安全又要方便 操作。 在電機(jī)后端與方條鋁板上安裝絕緣有機(jī)玻璃板， 裝上三相 安全開關(guān)。以保證在使用過程中能夠安全實(shí)用。4）、在電動(dòng)機(jī)主軸上裝入直排式吹風(fēng)扇葉，利用風(fēng)冷原理， 降低電動(dòng)機(jī)在使用

9、過程中產(chǎn)生的溫度和熱能， 有效使電動(dòng)機(jī)保持 在 80°的安全使用環(huán)境下。在電動(dòng)機(jī)主軸上緊壓入聚氧脂橡膠 套，減少電動(dòng)機(jī)主軸高速磨削中的共振。起到動(dòng)力吸震的作用， 對(duì)彎曲振動(dòng)有消除作用。 最后裝上白色氧化鋁砂輪， 用M10螺母 擰緊。圖 H-090 砂輪修整器裝配完成后實(shí)物圖三、砂輪修整器的具體使用 磨削加工能獲得很高的加工精度及表面質(zhì)量精度， 它不但可 以加工軟材料， 也可加工硬度很高的材料， 并能在一次行程中切 除極薄的金屬表層。1 、砂輪修整器安裝在車刀刀架上，壓緊螺釘進(jìn)行固定， 接通三相四線制電源。圖 H-1002、修磨砂輪 用磁性百分表固定在導(dǎo)軌上校正電機(jī)主軸平 行。將金剛石

10、定位軸夾在卡盤上，主軸調(diào)至低速不用開啟車床。 將修整器通電，輕慢修整砂輪（用床鞍縱向反復(fù)搖動(dòng)，中滑板橫 向進(jìn)給，接觸金剛石）修圓，平行為止。圖 H-1103、將金剛石筆從卡爪卸下，清理干凈卡盤。放入安裝夾緊 扇型定位塊，用力均勻。4、砂輪修整器磨削時(shí)切削用量選擇。粗磨：，。精磨：，。5、啟動(dòng)車床正轉(zhuǎn)，啟動(dòng)修整器反轉(zhuǎn)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行磨削內(nèi) 孔（三爪），表面粗糙度達(dá)到，直接修磨至使用要求。圖 H-1206、卡爪修磨好后，用干布擦凈卡爪表面灰塵。卸下扇型定 位塊夾入檢驗(yàn)棒，用百分表檢查圓度和直線度，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。7、經(jīng)過砂輪修整器磨削后，使三個(gè)卡爪原來點(diǎn)接觸表面為 1/3 ，提升至 100%。有較好的

11、直線度使用要求。從而消除了安全 隱患。四、結(jié)束語通過砂輪修整器的創(chuàng)新使用，使砂輪修整器的制造更加完 善、解構(gòu)合理科學(xué)、使用方法簡單實(shí)用、較好的解決了因以往的 辦法修復(fù)卡爪用內(nèi)孔硬質(zhì)合金車刀車削卡爪， 費(fèi)時(shí)費(fèi)力， 效果不 好，精度達(dá)不到的技術(shù)難題，使得卡爪的修整變得規(guī)范化、高效 率化、安全化。經(jīng)過實(shí)際的使用， 為學(xué)院節(jié)省了大量的維修費(fèi)用， 有效的縮短了維修時(shí)間，使維修更加的科學(xué)、規(guī)范。在此基礎(chǔ)上，我還要繼續(xù)的深入了解車床結(jié)構(gòu)與維修技巧， 全程投入到不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)、 新工藝、新設(shè)備、新科技的趨勢(shì)中， 為技工院校教育努力工作， 為車工專業(yè)實(shí)習(xí)培養(yǎng)更多的新型高級(jí) 技術(shù)人才做出貢獻(xiàn)，發(fā)揮余熱繼續(xù)向前。五、附錄我在 2008 年自行設(shè)計(jì)制造內(nèi)圓磨削輔助工具進(jìn)行內(nèi)孔磨 削。由于設(shè)計(jì)和制造工藝不是很合理。 選用單相電動(dòng)機(jī) （轉(zhuǎn)速為， 功率為1