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1、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孔軸線到燕尾導(dǎo)軌底面C的距離為(450.05)mm。(2) mm孔軸線與燕尾導(dǎo)軌底面C的平行度為0.05mm。(3) mm孔與mm孔的距離為(80.05)mm。 (4) mm孔
2、軸線對(duì)兩B面的對(duì)稱面的垂直度為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. 心軸類車(chē)床夾具 心軸類車(chē)床夾具多用于以內(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5.4 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
3、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5.11 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
4、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與主軸軸線重合。 對(duì)于回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ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
5、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;110一活動(dòng)支承飯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
6、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。 直徑小于150 mm的夾具,L/D2.5。 直徑在150300 mm的夾具,L/D0.9。 直徑大于300 mm的夾具,L/D0.6。 (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
7、移誤差Y也為零,因此,尺寸(270.26)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)定位圓孔軸線為夾具的安裝基準(zhǔn),夾具上定位銷7的臺(tái)階平面與過(guò)渡盤(pán)定位圓孔軸線間的距離尺寸為(270.08)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(GBT 1800.31998)得:92H7為 ,92js6為(920.011)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(GBT 1800.31998)得180H7為 ,180js6為(1800.0125)mm,因此 X2max=(0.040+0.012
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