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典型机床夹具

2022-03-06    作者:未知    来源:网络文摘

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。
图 9-54 锥柄圆柱心轴
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。
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b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 或 , 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 时, ; 时, ; 时, 
    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 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o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o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o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酵ü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。
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),T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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