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夹具设计

典型机床夹具

时间:2014-06-08 23:51:35   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:3881   评论:0
一、车床夹具
    在车床上用来加工工件的内外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在车床主轴上;少数安装在车床的床鞍或床身上。
1 .车床夹具的种类
安装在车床主轴上的夹具,根据被加工工件定位基准和夹具的结构特点,分为以下四类:
( 1 )卡盘和夹头式车床夹具,以工件外圆为定位基面,如三爪自定心卡盘及各种定心夹紧卡头等。
( 2 )心轴式的车床夹具,以工件内孔为定位基面,如各种定位心轴(刚性心轴)、弹簧心轴等。
    图 9-54 所示为一车床上常用的带锥柄的圆柱心轴。加工时,工件以内孔及端面为定位基准,在心轴上定位,用螺母通过开口垫圈将工件夹紧。该心轴以锥柄与车床主轴连接。 设计心轴时,应注意正确选择工件孔与心轴配合。
典型机床夹具
图 9-54 锥柄圆柱心轴
典型机床夹具
图 9-55 车气门顶杆端面的角铁式车床夹具
( 3 )以工件顶尖孔定位的车床夹具,如顶尖、拨盘等。
( 4 )角铁和花盘式夹具,以工件的不同组合表面定位。
    图 9-55 所示为车气门顶杆端面的角铁式车床 夹具。由于该工件是以细小的外圆柱面定位,因此很难采用自动定心装置,于是采用半圆套定位元件,夹具体必然设计成角铁状。为了使夹具平衡,该夹具采用了在一侧钻平衡孔的办法。
    当工件定位基面为单一圆柱表面或与被加工表面轴线垂直的平面时,可采用各种通用车床夹具,如三爪自定心卡盘、四爪卡盘、顶尖、花盘等;当工件定位基面较复杂时,需要设计专用车床夹具。
典型机床夹具
2 . 车床夹具设计要点
    车床夹具工作时,和工件随机床主轴或花盘一起高速旋转,具有离心力和不平衡惯量。因此设计夹具时,除了保证工件达到工序精度要求外,还应着重考虑以下问题:
( 1 )车床夹具的总体结构
夹具结构应力求紧凑、轮廓尺寸小、重量轻。车床夹具的轮廓尺寸,如图 9-56 所示,可参考以下数据:
    当夹具采用锥柄与机床主轴锥孔连接时,夹具上最大轮廓直径 典型机床夹具或 典型机床夹具, 典型机床夹具为锥柄大端的直径。
    当夹具采用过渡盘与机床主轴相连接时,在 典型机床夹具时, 典型机床夹具; 典型机床夹具时, 典型机床夹具; 典型机床夹具时, 典型机床夹具
    当为单支承的悬臂心轴时,其悬伸长度应小于直径的 5 倍。
    当为前后顶尖支承的心轴时,其长度应小于直径的 12 倍。
    当心轴直径大于 典型机床夹具时,可采用中空结构,以减轻重量。
( 2 )定位装置和夹紧装置的设计
    车床夹具主要用来加工回转体表面,定位装置的作用必须使工件加工表面的轴线与车床主轴的回转轴线重合。对于盘套类或其它回转体工件,要求工件的定位基面、加工表面和车床主轴三者轴线重合,常采用心轴或定心夹紧夹具;对于壳体、支架、托架等形状复杂的工件,被加工表面与工序基准之间有位置尺寸和平行度、垂直度等相互位置要求,定位装置主要是保证定位基准与车床主轴回转轴线具有正确的尺寸和位置关系。加工这类工件多采用花盘式、角铁式车床夹具。
    由于车床夹具高速旋转,在加工过程中除受切削力作用外,还承受离心力和工件重力的作用。因此,要求车床夹具的夹紧机构必须安全可靠,夹紧力必须克服切削力、离心力等外力的作用,且自锁可靠。若采用螺旋夹紧机构,一般要加弹簧垫圈或使用锁紧螺母。
( 3 )夹具的平衡问题
    车床夹具高速回转,若不平衡,就会产生离心力。不仅增加了主轴和轴承的磨损,还会产生振动,影响加工质量,降低刀具寿命。因此,设计车床夹具时,特别是角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具,必须采取平衡措施,以减少由离心力产生的振动和主轴、轴承的磨损。生产中常用加平衡块或加工减重孔的办法,通过平衡试验,来达到平衡夹具的目的。
( 4 )夹具与机床的连接方式
    主要取决于夹具的结构和机床主轴前端的结构形式。图 9-57 所示是车床夹具与机床主轴常用的连接方式:
    图 a 所示以锥柄与主轴锥孔连接,夹具 2 以莫氏锥柄与机床主轴配合定心,由通过主轴孔的拉杆 1 拉紧。
典型机床夹具典型机床夹具
典型机床夹具典型机床夹具
图 9-57 车床夹具与机床常用的连接方式
    图b所示以主轴前端外圆柱面与夹具过渡盘连接(或直接与夹具连接),夹具3通过过渡盘2的内锥孔与主轴1的前端定心轴颈配合定心,并用螺钉紧固在一起。
    图c所示以主轴前端短圆锥面与夹具过渡盘连接,夹具3通过过渡盘2的内锥孔与主轴1前端的短锥面相配合定心,并用螺钉紧固在主轴上。
    图d所示是以主轴前端长圆锥面与夹具过渡盘连接,夹具4通过过渡盘3的内锥孔与主轴1前端的长锥面相配合定心,并用锁紧螺母2紧固。在锥面配合处用键5连接传递扭矩。

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