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內(nèi) 偏 心 孔 車 削 夾 具 的 設(shè) 計 與 制 造 3 張 素 芬 廣 東 省 技 師 學(xué) 院 廣 東 惠 州 516100 摘 要 在 車 床 上 使 用 專 用 夾 具 可 擴 大 車 床 的 加 工 范 圍 確 保 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 提 高 生 產(chǎn) 效 率 筆 者 介 紹 了 一 種 裝 夾 內(nèi) 偏 心 孔 零 件 的 車 削 專 用 夾 具 從 零 件 的 加 工 要 求 出 發(fā) 具 體 描 述 了 車 削 專 用 夾 具 的 設(shè) 計 制 造 及 使 用 方 法 關(guān) 鍵 詞 偏 心 孔 車 削 設(shè) 計 制 造 使 用 方 法 中 圖 分 類 號 TG751 1 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 A 文 章 編 號 1007 4414 2007 05 0054 02 D esign and manufacture of inner eccen tr ic hole turn ing f ixture Zhang Su fen Guangdong technician college Huizhou Guangdong 516100 China Abstract U sing special fixture on lathes can extend the lathe s range of work ensure the part s crudy and raise p roductivity A special turning fixture that clamp s the part with inner eccentric hole is p resented Proceeding from the part s p rocessing re2 quirement the design manufacture and method of app lication of special turning fixture is concretely described Key words eccentric hole turning fixture design manufacture method of app lication 1 引 言 車 床 作 為 一 種 古 老 的 機 床 在 現(xiàn) 代 制 造 業(yè) 中 占 有 十 分 重 要 的 地 位 當(dāng) 前 車 床 廣 泛 地 應(yīng) 用 于 各 種 軸 類 盤 類 套 類 和 具 有 回 轉(zhuǎn) 表 面 零 件 的 加 工 同 時 還 可 以 進(jìn) 行 鉆 孔 擴 孔 鉸 孔 鏜 孔 滾 花 攻 絲 和 車 外 螺 紋 等 加 工 特 別 是 在 使 用 專 用 夾 具 的 情 況 下 不 僅 可 以 擴 大 車 床 的 加 工 范 圍 還 可 以 提 高 零 件 的 加 工 精 度 和 加 工 效 率 1 圖 1 零 件 如 圖 1所 示 零 件 要 求 批 量 生 產(chǎn) 從 該 圖 可 知 該 零 件 要 求 在 20mm 的 軸 上 加 工 14 6 0 07 mm 16 0 11 mm 和 17 0 11mm三 個 徑 向 孔 而 孔 14 6 0 07 mm與 孔 16 0 11 mm 和 17 0 11 mm 又 要 求 具 有 0 7 0 02mm 的 偏 心 距 且 孔 14 6 0 07mm和 16 0 11mm的 表 面 粗 糙 度 均 為 Ra 3 2 m 同 時 孔 16 0 11mm和 孔 17 0 11 mm又 分 布 在 內(nèi) 孔 14 6 0 07 mm兩 端 從 而 形 成 了 兩 端 大 中 間 小 的 階 梯 孔 且 孔 16 0 11 mm和 孔 17 0 11mm還 有 同 軸 度 的 要 求 從 以 上 分 析 可 見 該 零 件 的 加 工 難 度 較 大 如 果 采 用 精 密 的 坐 標(biāo) 鏜 床 或 加 工 中 心 等 高 精 度 機 床 則 加 工 該 零 件 并 非 十 分 困 難 但 現(xiàn) 有 生 產(chǎn) 條 件 只 有 普 通 車 床 增 加 了 加 工 難 度 若 在 普 通 車 床 上 直 接 采 用 三 爪 卡 盤 夾 持 零 件 進(jìn) 行 加 工 無 法 達(dá) 到 規(guī) 定 的 加 工 要 求 若 采 用 四 爪 卡 盤 夾 持 零 件 進(jìn) 行 加 工 雖 然 能 夠 達(dá) 到 規(guī) 定 的 技 術(shù) 要 求 但 必 須 通 過 找 正 等 繁 雜 的 工 序 這 降 低 了 加 工 效 率 也 很 難 保 證 零 件 的 加 工 精 度 所 以 在 批 量 生 產(chǎn) 時 為 保 證 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 提 高 零 件 的 生 產(chǎn) 效 率 降 低 生 產(chǎn) 成 本 必 須 設(shè) 計 和 制 造 車 床 專 用 夾 具 2 車 削 夾 具 的 設(shè) 計 2 2 1 定 位 方 案 的 確 定 根 據(jù) 該 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 和 加 工 要 求 可 知 若 該 零 件 要 達(dá) 到 規(guī) 定 的 技 術(shù) 要 求 則 在 加 工 時 必 須 限 制 零 件 的 5個 自 由 度 即 繞 零 件 圓 柱 體 軸 心 線 轉(zhuǎn) 動 的 自 由 度 不 必 限 制 因 此 采 用 一 面 一 銷 的 不 完 全 定 位 方 式 即 以 零 件 的 端 面 和 8 5 0 015mm的 孔 作 為 定 位 基 準(zhǔn) 面 以 車 削 夾 具 上 相 應(yīng) 的 定 位 平 面 和 定 位 銷 作 為 定 位 元 件 限 制 零 件 X Y Z軸 的 移 動 和 X Y 軸 的 轉(zhuǎn) 動 共 計 5個 自 由 度 確 保 零 件 的 正 常 加 工 同 時 該 零 件 的 端 面 和 孔 8 5 0 015 mm的 軸 心 線 均 為 設(shè) 計 基 準(zhǔn) 滿 足 了 定 位 基 準(zhǔn) 與 設(shè) 計 基 準(zhǔn) 重 合 的 原 則 消 除 了 基 準(zhǔn) 不 重 合 誤 差 B 即 B 0 而 定 位 誤 差 D 的 產(chǎn) 生 只 是 由 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 Y 引 起 因 此 該 車 削 夾 具 的 定 位 誤 差 在 水 平 方 向 和 鉛 垂 方 向 均 存 在 即 水 平 方 向 D B Y 調(diào) Y 調(diào) ES ei 2 調(diào) 孔 銷 2 調(diào) 式 中 ES為 8 5mm孔 的 上 偏 差 ei為 8 5mm定 位 銷 的 下 偏 差 孔 為 8 5mm孔 的 公 差 銷 為 8 5mm定 位 銷 的 公 差 調(diào) 為 方 套 調(diào) 整 時 的 誤 差 鉛 垂 方 向 的 定 位 誤 差 主 要 由 方 孔 底 面 到 車 床 回 轉(zhuǎn) 中 心 線 距 離 調(diào) 整 的 誤 差 決 定 因 此 在 提 高 定 位 基 準(zhǔn) 面 和 定 位 元 件 制 造 精 度 及 減 小 調(diào) 整 誤 差 的 情 況 下 可 有 效 地 控 制 零 件 定 位 誤 差 的 大 小 最 終 保 證 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 45 Vol 20 No 5 2007210 機 械 研 究 與 應(yīng) 用 MECHAN ICAL RESEARCH 同 時 因 為 該 車 削 夾 具 將 安 裝 在 車 床 主 軸 上 隨 加 工 零 件 一 起 旋 轉(zhuǎn) 所 以 手 動 夾 緊 機 構(gòu) 應(yīng) 盡 量 簡 單 安 全 可 靠 使 整 個 車 削 夾 具 的 質(zhì) 量 較 小 以 減 小 車 削 夾 具 在 旋 轉(zhuǎn) 時 所 產(chǎn) 生 的 離 心 力 對 加 工 零 件 精 度 的 影 響 注 意 防 止 車 削 夾 具 上 的 零 件 在 加 工 過 程 中 脫 落 和 飛 出 因 此 應(yīng) 采 用 螺 旋 壓 板 夾 緊 機 構(gòu) 2 3 夾 具 總 體 方 案 的 確 定 為 保 證 車 削 夾 具 定 位 準(zhǔn) 確 裝 夾 拆 卸 零 件 方 便 清 理 切 屑 容 易 車 削 夾 具 的 總 體 方 案 選 擇 開 放 式 結(jié) 構(gòu) 如 圖 2所 示 圖 2 夾 具 裝 配 圖 1 墊 板 2 定 位 板 3 導(dǎo) 柱 4 彈 簧 5 定 位 銷 6 方 套 7 壓 板 8 螺 釘 9 螺 桿 10 螺 柱 11 弓 形 體 12 螺 釘 銷 13 錐 柄 14 螺 釘 從 圖 2可 知 錐 柄 13與 弓 形 體 11聯(lián) 成 一 個 整 體 成 為 夾 具 體 用 于 支 承 定 位 元 件 夾 緊 裝 置 和 相 關(guān) 零 部 件 同 時 便 于 將 車 削 夾 具 安 裝 在 車 床 主 軸 上 為 了 加 工 偏 心 孔 14 6 0 07 mm 可 通 過 上 下 移 動 方 套 6和 調(diào) 整 定 位 板 2來 實 現(xiàn) 其 基 本 工 作 原 理 是 方 套 6在 兩 個 螺 柱 10的 作 用 及 兩 個 導(dǎo) 柱 3和 螺 桿 9 螺 桿 9和 弓 形 體 11為 間 隙 配 合 的 引 導(dǎo) 下 能 夠 方 便 地 向 下 移 動 當(dāng) 兩 個 螺 柱 10松 開 后 在 彈 簧 4的 作 用 下 方 套 6可 以 向 上 移 動 從 而 實 現(xiàn) 定 位 板 2的 更 換 定 位 板 2制 成 兩 件 一 件 厚 一 件 薄 兩 者 厚 度 相 差 0 7mm 通 過 薄 板 定 位 加 工 16 0 11mm和 17 0 11mm的 孔 再 通 過 厚 板 定 位 加 工 14 6 0 07mm的 偏 心 孔 3 3 車 削 夾 具 的 制 造 3 1 夾 具 體 夾 具 體 由 四 個 螺 釘 銷 12將 錐 柄 13和 弓 形 體 11聯(lián) 接 而 成 在 制 造 錐 柄 13時 選 用 45號 鋼 并 經(jīng) 熱 處 理 使 其 最 終 的 硬 度 達(dá) 到 28 32HRC 通 過 車 鉗 等 半 精 加 工 后 由 外 圓 磨 床 精 加 工 外 圓 柱 面 和 錐 面 弓 形 體 11也 選 用 45號 鋼 經(jīng) 銑 鉗 磨 加 工 而 成 并 要 求 相 互 成 直 角 的 平 面 對 角 尺 最 后 將 錐 柄 13和 弓 形 體 11進(jìn) 行 配 鉆 鉸 孔 裝 配 成 一 體 3 2 方 套 方 套 6是 車 削 夾 具 的 關(guān) 鍵 零 件 它 的 制 造 與 安 裝 精 度 決 定 了 零 件 的 安 裝 定 位 精 度 所 以 在 加 工 時 先 用 銑 床 進(jìn) 行 粗 加 工 和 半 精 加 工 保 證 方 套 方 孔 和 外 輪 廓 左 右 的 對 稱 度 用 磨 床 對 其 外 輪 廓 和 方 孔 進(jìn) 行 精 加 工 使 其 達(dá) 到 規(guī) 定 的 技 術(shù) 要 求 隨 后 由 鉗 工 將 8 5 0 015 mm定 位 銷 孔 精 制 而 成 并 將 定 位 銷 5裝 入 方 套 6中 其 配 合 為 過 渡 配 合 將 方 套 6裝 入 車 削 夾 具 中 并 用 兩 個 螺 柱 10鎖 緊 連 同 弓 形 體 11和 方 套 6的 右 側(cè) 面 為 基 準(zhǔn) 分 別 測 量 弓 形 體 11上 30 0 021 mm孔 軸 心 線 和 方 套 6上 定 位 銷 軸 心 線 到 右 側(cè) 面 基 準(zhǔn) 的 距 離 通 過 修 磨 和 調(diào) 整 方 套 6使 它 們 等 距 誤 差 小 于 0 01mm 再 由 鉗 工 配 做 弓 形 體 11 和 方 套 6 上 的 兩 個 導(dǎo) 柱 孔 同 時 配 做 弓 形 體 11 上 12H7的 孔 和 方 套 6上 的 M10內(nèi) 螺 紋 3 3 裝 配 在 各 零 件 加 工 合 格 的 基 礎(chǔ) 上 將 方 套 6裝 入 車 削 夾 具 體 中 再 裝 入 彈 簧 4 導(dǎo) 柱 3和 定 位 板 2以 及 墊 板 1 并 用 三 個 螺 釘 緊 固 墊 板 1 最 后 裝 入 螺 桿 9 即 完 成 車 削 夾 具 的 裝 配 通 過 修 磨 和 調(diào) 整 定 位 板 2的 厚 度 來 保 證 方 孔 底 面 與 車 床 回 轉(zhuǎn) 中 心 線 的 距 離 16 0 01mm 從 而 確 定 定 位 薄 板 的 厚 度 5 再 加 工 一 塊 5 0 7 厚 板 4 車 削 夾 具 的 使 用 方 法 將 錐 柄 13擦 凈 裝 入 車 床 主 軸 錐 孔 中 固 定 牢 把 定 位 薄 板 2裝 入 車 削 夾 具 中 用 螺 柱 10將 方 套 6壓 緊 然 后 將 加 工 的 零 件 放 在 方 套 6中 用 定 位 銷 釘 5和 方 孔 底 面 定 位 擰 緊 螺 桿 9壓 緊 零 件 此 時 可 以 加 工 零 件 16 0 11 mm的 孔 再 用 里 孔 刀 加 工 17 0 11 mm的 孔 加 工 完 畢 后 松 開 兩 個 螺 柱 10 將 定 位 薄 板 取 下 換 上 定 位 厚 板 再 將 方 套 6壓 緊 即 可 加 工 14 6 0 07mm的 偏 心 孔 在 更 換 定 位 板 時 應(yīng) 注 意 清 理 干 凈 切 屑 和 污 物 以 免 影 響 定 位 精 度 總 之 在 使 用 該 車 削 夾 具 后 不 僅 保 證 了 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 而 且 極 大 地 提 高 了 生 產(chǎn) 效 率 參 考 文 獻(xiàn) 1 王 季 琨 沈 中 偉 劉 錫 珍 機 械 制 造 工 藝 學(xué) M 天 津 天 津 大 學(xué) 出 版 社 1998 2 宋 殷 機 床 夾 具 設(shè) 計 M 武 漢 華 中 理 工 大 學(xué) 出 版 社 1990 3 金 向 楷 機 械 加 工 工 藝 基 礎(chǔ) M 北 京 清 華 大 學(xué) 出 版 社 1990 55 第 20卷 第 5期 2007年 10月 機 械 研 究 與 應(yīng) 用 MECHAN ICAL RESEARCH APPL ICATION Vol 20 No 5 2007210