快換漲胎夾具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

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1、[■文／沈陽(yáng)第一機(jī)床廠方中秋曾丹王琛【摘要】文章闡述了漲胎夾具的基本工作原理生彈性變形來(lái)漲緊工件內(nèi)孔夾緊工件．如圖1所示。重點(diǎn)介紹了一種具有快換結(jié)構(gòu)的漲胎夾具?！娟P(guān)鍵詞】夾具設(shè)計(jì)、漲胎、快換結(jié)構(gòu)引言在零件的機(jī)械加工過(guò)程中，夾具是其中不可缺少的部分。尤其是大量的專(zhuān)用夾具使零件的生產(chǎn)效率得到極大的提高，充分發(fā)揮了機(jī)床的加工性能。專(zhuān)用夾具在發(fā)揮著其優(yōu)越性能的同時(shí)也存在一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，一。那就是通用性極差。通常隋況下，臺(tái)機(jī)床能加工多種不同種類(lèi)，不同規(guī)格的零件，但夾具只適用其軸中一個(gè)或有限的幾個(gè)零件。加工零件改變時(shí)需要更換不同的夾具，甚至有時(shí)還需要重新設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用夾具。這不僅影響了加工效率，而且使得零

2、件的加工成本提L一一高。多數(shù)情況下，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中各種機(jī)床是按生l矧l產(chǎn)線(xiàn)布置一按漲套與芯軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式可以分為兩種基本形。每臺(tái)機(jī)床加工的零件多是種或是相類(lèi)似式一的系列零件，如圖2所示。種是芯軸固定，漲套運(yùn)動(dòng)的形式(圖。相類(lèi)似的零件結(jié)構(gòu)使得夾具通過(guò)調(diào)整部2a2b)另一種是漲套固定分夾具零件來(lái)適合不同零件的加工得以實(shí)現(xiàn)，圖，，芯軸運(yùn)動(dòng)的形式(圖。調(diào)整過(guò)對(duì)加2c，圖2d)。如果考慮運(yùn)動(dòng)的方向，可分為四種結(jié)構(gòu)討數(shù)形式。無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)形式其原理相同，但從使用上來(lái)看，芯軸固定的形式要優(yōu)于漲套固定的形式。在漲緊工件過(guò)程中一，漲套有個(gè)帶動(dòng)工件的作用，能使工件緊靠定位面，能可靠的保證工件軸向尺寸的要求。套

3、產(chǎn)第06期數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)▲85▲口l_J·--●-III『I}abcd圖2在數(shù)控車(chē)床的應(yīng)用中，漲胎夾具的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。油缸安裝在數(shù)控車(chē)床主軸尾端，隨主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)并且在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中始終提供拉力或推力。機(jī)床的液壓系統(tǒng)通過(guò)油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生漲胎夾具中漲套與芯軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力。夾具與油缸通過(guò)拉桿連接。隆f32漲胎夾具快換結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)2．1基本快換結(jié)構(gòu)考慮到實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，由于漲胎夾具是通過(guò)漲套的彈性變形來(lái)漲緊工件的，漲套的彈性變形量是有限的，因而限制了漲套能漲緊的范圍，降低了夾具的通用性?？赡艿慕鉀Q途徑是根據(jù)工件的尺寸范圍設(shè)計(jì)一系列的漲套，這些漲套能通用一種芯軸。當(dāng)工件改變時(shí)，只更換

4、相對(duì)應(yīng)的漲套，而不更換夾具本體。通過(guò)這種方式來(lái)解決專(zhuān)用夾具的通用性問(wèn)題。按照這個(gè)要求設(shè)計(jì)了一種基本的快換式機(jī)構(gòu)，如圖4所示?！?6·第O6期數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)圖4夾緊工件時(shí)，油缸通過(guò)拉桿拉動(dòng)滑動(dòng)套向左運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)套通過(guò)拉釘帶動(dòng)漲套使其與芯軸產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，漲套產(chǎn)生彈性變形漲緊工件內(nèi)孔，使工件可靠的夾緊，同時(shí)，由于漲套對(duì)工件有一個(gè)帶動(dòng)作用，使工件的軸向定位面靠緊定位盤(pán)。為了防止因工件內(nèi)孔尺寸超出工差范圍導(dǎo)致漲套與芯軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)行程過(guò)大使?jié)q套損壞，增加了限位墊。配磨限位墊的厚度，不僅可起到保護(hù)漲套的作用還可以起到檢測(cè)工件尺寸的作用。如果上序加工的工件內(nèi)孔尺寸超過(guò)公差允許的范圍，在工件夾緊過(guò)程中由于限位墊的

5、限位作用使?jié)q套不能與芯軸產(chǎn)生更大的位移，因而工件將不能夾緊。以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格零件，避免了后序加工導(dǎo)致的不必要的浪費(fèi)。當(dāng)工件改變時(shí)，需要根據(jù)工件內(nèi)孔的尺寸選擇相對(duì)應(yīng)的漲套及定位盤(pán)。為了實(shí)現(xiàn)快換功能，將固定定位盤(pán)的螺釘孔及漲套上拉釘通過(guò)的孔設(shè)計(jì)成U型槽結(jié)構(gòu)，如圖5所示。調(diào)整夾具時(shí)，只需松開(kāi)固定定位盤(pán)的螺釘，轉(zhuǎn)動(dòng)定位盤(pán)，在導(dǎo)向鍵的作用下使?jié)q套圖5隨定位盤(pán)同時(shí)旋轉(zhuǎn)一定的角度后即可將定位盤(pán)和漲套，轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度卸下。選擇適合的漲套及定位盤(pán)裝在夾具上，向相反方向旋轉(zhuǎn)，擰緊螺釘，完成夾具的調(diào)整。實(shí)一一過(guò)大踐證明這種結(jié)構(gòu)是可靠的，而且調(diào)整也比較容易。但是，這種結(jié)構(gòu)也存在些問(wèn)題。第，如果松開(kāi)行程，滑動(dòng)套將直

6、接頂緊到芯軸座，長(zhǎng)時(shí)間的使用可能會(huì)芯軸產(chǎn)生微小的偏移而影響夾具的定位精度，這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)調(diào)整拉桿的長(zhǎng)度來(lái)解決。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要詳細(xì)核對(duì)各運(yùn)動(dòng)零件的行程及極限位置，準(zhǔn)確計(jì)算所需的拉桿長(zhǎng)度。第二，由于漲套和定位盤(pán)是兩個(gè)獨(dú)立的部分，裝配時(shí)需要將定位盤(pán)的鍵槽與漲套的導(dǎo)向鍵對(duì)正后才可一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系同時(shí)旋轉(zhuǎn)使其安裝到正確的位置，在操作時(shí)還不是特別方便。第三，由于定位盤(pán)與漲套還有，當(dāng)相似尺寸的零件比較多時(shí)，查找相對(duì)應(yīng)的定位盤(pán)和漲套還是比較繁瑣的。2．2改進(jìn)的快換結(jié)構(gòu)一些問(wèn)題一為了解決上述基本結(jié)構(gòu)存在的，又對(duì)夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了次改進(jìn)。改進(jìn)后的夾具結(jié)構(gòu)如圖6所示。市場(chǎng)▲87▲口改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)將定位盤(pán)與漲套設(shè)計(jì)成一個(gè)

7、獨(dú)立的組件，每種工件對(duì)應(yīng)一個(gè)漲套定位盤(pán)組件，便于調(diào)整夾具時(shí)更換方便。壓緊盤(pán)設(shè)計(jì)成缺口的形式如圖7所示，裝配時(shí)將漲套定位盤(pán)組件沿著壓緊盤(pán)的缺口裝入，然后旋轉(zhuǎn)一定的角度至正確的位置，定位鋼球起到定位作用。為了防止在工件車(chē)削過(guò)程中由于意外因素產(chǎn)生較大的扭矩使定位盤(pán)旋轉(zhuǎn)而發(fā)生危險(xiǎn)，增加了過(guò)載保護(hù)的定位銷(xiāo)。定位銷(xiāo)的特殊位置還使得該結(jié)構(gòu)具有防裝錯(cuò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)工件切削時(shí)夾具的旋轉(zhuǎn)方向，安裝漲套定位盤(pán)組件時(shí)必須按相反的方向裝入