車床專用夾具設(shè)計(jì)

車床專用夾具設(shè)計(jì)

機(jī)座是加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分。這是提高產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的工藝措施。角鐵式車夾具的結(jié)構(gòu),是具有類似于角鐵的夾具體,夾具結(jié)構(gòu)不對稱,需要加平衡裝置。夾具安裝在車床主軸上,常用于加工殼體、支座、接頭等類零件上的回轉(zhuǎn)面及端面。本文是針對車床開合螺母零件設(shè)計(jì)的專用夾具。1車t6-8及端面加工產(chǎn)品零件名稱為C618K-4開合螺母(如圖1),材料是ZQSn6-6-3,加工工序?yàn)榫嘥36×6-8及端面;加工要求是:保證T36×6-8孔軸心線與至燕尾底面B的距離為(44±0.05)mm,平行度0.04mm,保證T36×6-8孔軸心線基準(zhǔn)A的垂直度0.04mm,產(chǎn)品為批量生產(chǎn)。為了方便快捷加工,使用C618K普通車床為加工設(shè)備。2主框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)夾具結(jié)構(gòu)如圖2所示。2.1中央表面接觸網(wǎng)由于夾具徑向尺寸較大,采用過渡盤與車床主軸軸頸連接,即主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后,其端面與主軸端面只允許有0.05~0.1mm的間隙,用螺釘均勻擰緊后,即可保證端面與錐面全部接觸,以使定心準(zhǔn)確而且剛性好。夾具體2則以其定位止口按H7/js6裝配在過渡盤1的凸緣上,用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度,受配合間隙的影響。為了提高定心精度,可按找正圓Ф60mm校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。2.2機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)中心還需要控制主軸回轉(zhuǎn)中心為保證車床夾具的安裝精度,安裝時應(yīng)對夾具體的限位表面進(jìn)行仔細(xì)校正。(1)車床夾具的設(shè)計(jì)中心對主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度應(yīng)控制在Ф0.01mm之內(nèi)。(2)限位端面對主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動量不應(yīng)大于0.01mm。2.3選擇主要定位基準(zhǔn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)為在車床上加工回轉(zhuǎn)面時,要求工件被加工面的軸線與車床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線重合,夾具上定位元件的結(jié)構(gòu)和布置,必須保證這一點(diǎn)。因此,對于同軸的軸套類和盤類工件,要求夾具定位元件工作表面的中心軸線與夾具的回轉(zhuǎn)軸線重合。對于殼體、接頭或支座等工件,被加工的回轉(zhuǎn)面軸線與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時,則應(yīng)以夾具軸線為基準(zhǔn),確定定位元件工作表面的位置。為了保證工序尺寸精度要求,根據(jù)基準(zhǔn)重合原則,選擇底平面B和燕尾為主要定位基準(zhǔn)限制5個自由度,定位銷釘8限制1個自由度。這樣工件的6個自由度就被完全限制了。2.4夾具施力及校核設(shè)計(jì)要點(diǎn)為在車削過程中,由于工件和夾具隨主軸旋轉(zhuǎn),除工件受切削扭矩的作用外,整個夾具還受到離心力的作用。此外,工件定位基準(zhǔn)的位置相對于切削力和重力的方向是變化的。因此,夾緊機(jī)構(gòu)必須產(chǎn)生足夠的夾緊力,自鎖性能要良好。對于角鐵式夾具,還應(yīng)注意施力方式,防止引起夾具變形。離心力、切削力也會加劇這種變形。本工序?yàn)榍邢鱐型螺紋,工件轉(zhuǎn)速較低,切削力較小,夾具采用斜楔夾緊機(jī)構(gòu),可滿足加工要求。圖2中斜楔7與直角靠鐵4接觸側(cè)面有1:100的斜度,由于精車前,工件的燕尾部分已經(jīng)加工,并且經(jīng)過刮削,精度很高。當(dāng)擰松緊定螺釘5和固定螺釘6時,松開斜楔,燕尾部分出現(xiàn)間隙,工件容易取出;裝夾工件時,將斜楔夾緊工件,擰緊緊定螺釘5和固定螺釘6,工件就被固定在夾具的正確位置。2.5制定合理的責(zé)任發(fā)揮方法由于加工時夾具隨同主軸旋轉(zhuǎn),如果夾具的總體結(jié)構(gòu)不平衡,則在離心力的作用下將造成振動,影響工件的加工精度和表面粗糙度,加劇機(jī)床主軸和軸承的磨損。因此,車床夾具除了控制懸伸長度外,結(jié)構(gòu)上還應(yīng)基本平衡。角鐵式車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,特別要注意對其進(jìn)行平衡。平衡的方法有兩種:設(shè)置平衡塊或加工減重孔。設(shè)計(jì)中采用設(shè)置平衡塊的方法。在確定平衡塊的重量時,可用隔離法作近似估算,即把工件及夾具上的各個元件,隔離成幾個部分,互相平衡的各部分可略去不計(jì),對不平衡的部分,則按力矩平衡原理,確定平衡塊的重量或減重孔應(yīng)去除的重量。2.6夾具的尺寸設(shè)計(jì)夾具結(jié)構(gòu)要緊湊,其懸伸長度要短。車床角鐵式夾具,一般是在懸臂狀態(tài)下工作,為保證加工的穩(wěn)定性,夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊、輕便,懸伸長度要短,盡可能使重心靠近主軸。夾具的懸伸長度L與輪廓直徑D之比,應(yīng)參照以下數(shù)值選取:直徑在150~300mm之間的夾具,L/D≤0.9。夾具的外形輪廓應(yīng)設(shè)計(jì)成圓形,為保證安全,夾具上的各種元件一般不允許突出夾具體圓形輪廓之外。此外,還應(yīng)注意切屑纏繞和切削液飛濺等問題,必要時應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩。夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于工件在夾具上的安裝和測量,切屑能順利排除或清理。最大外形輪廓尺寸SL為Ф202mm,長度145mm。2.7夾具安裝誤差工件在車床夾具上加工時,加工誤差的大小受工件在夾具上定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。開合螺母在夾具上加工時,尺寸(44±0.05)mm的加工誤差的影響因素有:(1)定位誤差ΔD。由于C面既是工序基準(zhǔn),又是定位基準(zhǔn),基準(zhǔn)不重合誤差ΔB為零。工件在夾具上定位時,定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的,基準(zhǔn)位移ΔY也為零,因此尺寸(44±0.05)mm的定位ΔD=0。(2)夾具誤差ΔJ。夾具誤差為限位基面與止口軸線間的距離差,即夾具總圖上尺寸(44±0.02)mm的公差0.04mm,以及限位基面相對安裝基面D、C的平行度和垂直度誤差0.01mm(兩者公差兼容)。(3)夾具在主軸上的安裝誤差ΔA。過渡盤與車床主軸為錐面的配合,過渡盤與主軸間的最大配合間隙為0mm。夾具體與過渡盤止口配合尺寸為Ф165H7/js6,查表Ф165H7為Ф(165+0.04)mm,Ф165js6為Ф(165±0.0125)mm,過渡盤與夾具間的最大配合間隙為0.0525mm。因此ΔA=0.0525mm。(4)加工方法誤差ΔG。車床夾具的加工方法誤差,如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)(圓柱面軸線、圓錐面軸線或圓錐孔軸線)與主軸回轉(zhuǎn)線間誤差工,主軸的徑向跳動、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。其大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取夾具的總加工誤差為精度儲備JC=(0.1-0.074