心軸類(lèi)車(chē)床夾具

機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

第5章典型車(chē)床夾具設(shè)計(jì)

心軸類(lèi)車(chē)床夾具

車(chē)床夾具的典型結(jié)構(gòu)。

車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

車(chē)床夾具的加工誤差。

根據(jù)加工要求和零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇車(chē)床夾具類(lèi)型。

根據(jù)零件工序的加工要求，確定定位方案。

根據(jù)零件特點(diǎn)和生產(chǎn)類(lèi)型等要求，確定夾緊方案。

掌握車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。方案。5.1工作場(chǎng)景導(dǎo)入

如圖5.1所示，CA6140車(chē)床開(kāi)合螺母零件在本工序中需精鏜mm孔及車(chē)端面。工件材料為45鋼，毛坯為鍛件，中批量生產(chǎn)。

(1)mm孔軸線(xiàn)到燕尾導(dǎo)軌底面C的距離為(45±0.05)mm。(2)mm孔軸線(xiàn)與燕尾導(dǎo)軌底面C的平行度為0.05mm。(3)mm孔與mm孔的距離為(8±0.05)mm。

(4)mm孔軸線(xiàn)對(duì)兩B面的對(duì)稱(chēng)面的垂直度為0.05mm。圖5.1車(chē)床開(kāi)合螺母零件車(chē)削工序圖5.2基礎(chǔ)知識(shí)5.2.1車(chē)床夾具的典型結(jié)構(gòu)1.心軸類(lèi)車(chē)床夾具心軸類(lèi)車(chē)床夾具多用于以?xún)?nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，加工外圓柱面的情況。常見(jiàn)的心軸有圓柱心軸、彈簧心軸、頂尖心軸、液性介質(zhì)彈性心軸等。

5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.2飛球保持架工序圖及其心軸1--心軸；2、5一壓板；3一定位鍵；4一螺釘；6一快換墊圈；7一螺母5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.3彈性心軸1，3，11—螺母；2，6，9，10—筒夾；4—滑條；5—拉桿；7、12—心軸體；8—錐套5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.4頂尖式心軸1—心軸；2—固定頂尖套；3—工件；4—活動(dòng)頂尖套；5—快換墊圈；6—螺母5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.5液性介質(zhì)彈性?shī)A具1—夾具體；2—加壓螺釘；3—柱塞；4—密封圈5—薄壁套；6—螺釘；7—端蓋；8—螺塞；9—鋼球；10，11—調(diào)整螺釘；12—過(guò)渡盤(pán)5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.10車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接1—主軸；2—過(guò)渡盤(pán)；3—專(zhuān)用夾具；4—壓塊

1.車(chē)床夾具在機(jī)床主軸上的安裝方式5.2.2車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)夾具通過(guò)主軸錐孔與機(jī)床主軸連接夾具通過(guò)過(guò)渡盤(pán)與機(jī)床主軸連接5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.11幾種車(chē)床主軸前端的形狀及尺寸5.2基礎(chǔ)知識(shí)

為了保證車(chē)床夾具的安裝精度，安裝時(shí)應(yīng)對(duì)夾具的限位表面進(jìn)行仔細(xì)地找正。若夾具的限位面為與主軸同軸的回轉(zhuǎn)面，則直接用限位表面找正它與主軸的同軸度，如圖5.5中液性介質(zhì)彈性心軸的外圓面。若限位面偏離回轉(zhuǎn)中心，則應(yīng)在夾具體上專(zhuān)門(mén)制作一孔(或外圓)作為找正基面，使該面與機(jī)床主軸同軸，同時(shí)，它也作為夾具的設(shè)計(jì)、裝配和測(cè)量基準(zhǔn)，如圖5.12中的找正孔K和圖5.13中的找正圓B。為保證加工精度，車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)中心(即限位面或找正基面)對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度應(yīng)控制在

0.01mm之內(nèi)，限位端面(或找正端面)對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動(dòng)量也不應(yīng)大于0.01mm。2.找正基面的設(shè)置5.2基礎(chǔ)知識(shí)

設(shè)置定位元件時(shí)應(yīng)考慮使工件加工表面的軸線(xiàn)與主軸軸線(xiàn)重合。對(duì)于回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ(chēng)零件，一般采用心軸或定心夾緊式夾具，以保證工件的定位基面、加工表面和主軸三者的軸線(xiàn)重合。對(duì)于殼體、支架、托架等形狀復(fù)雜的工件，由于被加工表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸和相互位置要求，所以各定位元件的限位表面應(yīng)與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)中心具有正確的尺寸和位置關(guān)系。為了獲得定位元件相對(duì)于機(jī)床主軸軸線(xiàn)的準(zhǔn)確位置，有時(shí)采用“臨床加工”的方法，如采用不淬火三爪自定心卡盤(pán)的卡爪裝夾工件前，應(yīng)先對(duì)卡爪“臨床加工”，以提高裝夾精度。3.定位元件的設(shè)置5.2基礎(chǔ)知識(shí)車(chē)床夾具的夾緊裝置必須安全可靠。夾緊力必須克服切削力、離心力等外力的作用，且自鎖可靠。對(duì)高速切削的車(chē)、磨夾具，應(yīng)進(jìn)行夾緊力克服切削力和離心力的驗(yàn)算。若采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，一般要加彈簧墊圈或使用鎖緊螺母。4.夾緊裝置的設(shè)置5.2基礎(chǔ)知識(shí)車(chē)床夾具除了控制懸伸長(zhǎng)度外，結(jié)構(gòu)上還應(yīng)基本平衡。角鐵式車(chē)床夾具的定位元件及其他元件總是布置在主軸軸線(xiàn)一邊，不平衡現(xiàn)象最嚴(yán)重，所以在確定其結(jié)構(gòu)時(shí)，特別要注意對(duì)它進(jìn)行平衡。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。

5.夾具的平衡

5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.12角鐵式車(chē)床夾具1、1l一螺栓；2一壓板；3一擺動(dòng)V形塊；4一過(guò)渡盤(pán)；5一夾具體；6一平衡塊；7一蓋板；8一固定支承板；19一活動(dòng)菱形銷(xiāo)；110一活動(dòng)支承飯5.2基礎(chǔ)知識(shí)圖5.13液壓泵上體鏜三孔車(chē)床夾具1—平衡塊；2—圓柱銷(xiāo)；3—T形螺釘；4—菱形銷(xiāo)；5—螺旋壓板；6—花盤(pán)；7—對(duì)定銷(xiāo)；8—分度滑塊；9—導(dǎo)向鍵；10—過(guò)渡盤(pán)5.2基礎(chǔ)知識(shí)

(1)結(jié)構(gòu)要緊湊，懸伸長(zhǎng)度要短。車(chē)床夾具的懸伸長(zhǎng)度過(guò)大，會(huì)加劇主軸軸承的磨損，同時(shí)引起振動(dòng)，影響加工質(zhì)量。因此，夾具的懸伸長(zhǎng)度L與輪廓直徑D之比應(yīng)控制如下。①直徑小于150mm的夾具，L/D≤2.5。②直徑在150～300mm的夾具，L/D≤0.9。③直徑大于300mm的夾具，L/D≤0.6。(2)車(chē)床夾具的夾具體應(yīng)制成圓形，夾具上(包括工件在內(nèi))的各元件不應(yīng)伸出夾具體的輪廓之外，當(dāng)夾具上有不規(guī)則的突出部分，或有切削液飛濺及切屑纏繞時(shí)，應(yīng)加設(shè)防護(hù)罩。(3)夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于工件在夾具上安裝和測(cè)量，切屑能順利排出或清理。6.夾具的結(jié)構(gòu)要求5.2基礎(chǔ)知識(shí)

1.定位誤差D由于A面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，所以基準(zhǔn)不重合誤差B為零。工件在夾具上以平面定位時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差Y也為零，因此，尺寸(27±0.26)mm的定位誤差D等于零。2.夾具誤差J由于此夾具的過(guò)渡盤(pán)是連接在夾具上不拆的，過(guò)渡盤(pán)定位圓孔軸線(xiàn)為夾具的安裝基準(zhǔn)，夾具上定位銷(xiāo)7的臺(tái)階平面與過(guò)渡盤(pán)定位圓孔軸線(xiàn)間的距離尺寸為(27±0.08)mm。因此J=0.16mm5.2.3車(chē)床夾具的加工誤差5.2基礎(chǔ)知識(shí)

3.夾具的安裝誤差A(yù)式中：X1max為過(guò)渡盤(pán)與主軸間的最大配合間隙；

X2max為過(guò)渡盤(pán)與夾具體間的最大配合間隙。設(shè)過(guò)渡盤(pán)與車(chē)床主軸的配合尺寸為，查基本偏差表(GBT1800.3—1998)得：

92H7為，

92js6為(92±0.011)mm，因此X1max=0.035+0.011mm=0.046mm假設(shè)夾具體與過(guò)渡盤(pán)止口的配合尺寸為，查基本偏差表(GBT1800.3—1998)得180H7為，180js6為(180±0.0125)mm，因此

X2max=(0.040+0.0125)=0.0525mm