便於對刀的插鍵槽成組夾具

   時間:2014-03-11 12:21:28
便於對刀的插鍵槽成組夾具簡介
    平鍵和半圓鍵聯接中的輪轂鍵槽的加工,根據其生產批量大小,常用的是插削和拉削,少數大而笨重的工件也可用刨削加工。筆者總結多年來採用專用插夾具、組合插夾具[……
便於對刀的插鍵槽成組夾具正文
  平鍵和半圓鍵聯接中的輪轂鍵槽的加工,根據其生產批量大小,常用的是插削和拉削,少數大而笨重的工件也可用刨削加工。筆者總結多年來採用專用插夾具、組合插夾具[1、2]插削輪轂鍵槽、定位槽的經驗,應用可調整夾具的原理,設計了以下幾種規格的鍵槽插削成組夾具,解決了夾具中工件的定位和夾具的對刀問題,所插鍵槽、定位槽對輪轂孔的截面對稱度誤差可達0.01mm以內。

1 成組插夾具結構


所示為輪轂孔基本尺寸小於75mm的成組插夾具,它主要由基礎角鐵、對刀角鐵、T型螺栓、螺母、平鍵、壓板等基礎元件和專用更換元件定位軸組成。對刀角鐵的寬槽尺寸B根據情況可分為20mm、45mm、76mm三種規格或者40mm、76mm二種規格。對刀角鐵裝上平鍵后安裝在基礎角鐵上,待按工件高度調整好到底面的距離後用T型螺栓和螺母緊固。定位軸的中部尺寸按對刀角鐵寬槽尺寸B配作,公差帶js5,定位軸頭部尺寸D與工件輪轂孔為間隙配合;如輪轂孔精度較低或鍵槽對稱度要求較高時,定位軸頭部可設計成小錐度錐體(錐體長30mm左右,錐度一般為1∶300~1∶1000),以輪轂孔的周邊定位,並消除了徑向間隙。

1.基礎角鐵 2.定位軸
3.對刀角鐵 4.T型螺栓
5.螺母 6.平鍵 7.壓板


所示的成組插夾具用於輪轂孔基本尺寸大於75mm、小於300mm,它主要由夾具體、過渡板、基礎角鐵、定位塊、插銷、平鍵、T型螺栓、螺母及螺釘、圓柱銷等組成。兩塊過渡板用螺釘和圓柱銷緊固在夾具體的兩端,形成一個形整體;調整兩插銷所組成的定位軸尺寸D為工件輪轂孔的基本尺寸,公差帶h5,並保證D對B的對稱度不大於0.02mm,然後用螺母把兩個定位塊緊固在夾具體上;形體兩邊裝上平鍵后安裝在兩塊基礎角鐵上,待按工件高度調整好到底面的距離後用T型螺栓和螺母緊固。

1.插銷 2.螺母 3.夾具體 4.定位塊 5.T
型螺栓,螺母 6.過渡板 7.基礎角鐵


所示的成組插夾具用於輪轂孔基本尺寸大於75mm,且輪轂孔一般為圖示直孔的工件。該夾具結構非常簡單。由夾具體、定位塊和螺釘組成。兩塊帶凸柱體的定位塊安裝在夾具體的T型定位槽中,調整兩凸柱體所形成的定位軸尺寸D為工件輪轂孔基本尺寸,公差帶h5。並保證D對B的對稱度不大於0.02mm,然後擰緊各兩個內六方螺釘,把定位塊緊固在T型槽上平面。

1.定位塊 2.螺釘 3.夾具體


所示的成組插夾具一般用於輪轂孔基本尺寸大於75mm,且工件多為單件、小批量生產,或者工件外形較大很笨重,或者輪轂孔基本尺寸大於300mm的工件。該夾具結構也非常簡單,由夾具體、定位銷和螺母組成。兩個帶偏心螺栓的定位銷安裝在夾具體的定位槽中,調整兩定位銷所形成的定位軸尺寸D為工件輪轂孔基本尺寸,公差帶h5,並保證D對B的對稱度不大於0.02mm,然後用螺母把定位銷緊固在夾具體上。

1.螺母 2.夾具體 3.定位銷

2 成組插夾具的安裝及對刀

 1、2、3所示的成組插夾具均是安裝在插床工作檯面上,找正寬槽B與插床縱向移動的平行度誤差不大於100∶0.02,成形插刀裝正後以寬槽B對刀。對刀方法是:調整工作台橫向位置,保證插刀兩側面到寬槽B兩邊的距離相等,即用比[B-b(鍵槽寬度)]/2小0.05mm的量塊分別貼合在寬槽兩側,用厚薄規檢查量塊與插刀之間的間隙,憑插入相同尺寸的厚薄規和插入的鬆緊程度判斷間隙是否一致,如果輪轂槽b較寬,要分兩次或兩次以上的橫向移動刀具位置插削完成,則需要根據寬槽B的實際尺寸和工件輪轂槽寬b來計算,即量塊厚度L選取比(B-b)/2小0.03~0.04mm,先以寬槽一側對刀,把量塊貼在寬槽一側,調整插床橫向位置,用厚薄規檢查,保證插刀一側與量塊之間的間隙為0.02~0.03mm,然後插削一側輪轂槽深度到圖樣要求,輪轂槽另一側也按此方法對刀,但輪轂槽寬b的精度需按試切法保證圖樣要求。
所示的成組插夾具待工件在插床工作檯面上安裝正確后,把該夾具放在工件上部,兩定位銷插入工件輪轂孔,找正寬槽B與插床縱向移動的平行度不大於100∶0.02后壓緊,然後再按上述對刀方法進行對刀。

3 工件的安裝與加工


所示成組插夾具的工件底面以插床檯面定位,定位軸通過對刀角鐵的寬槽B,其頭部插入工件輪轂孔,工件定位正確后可按圖1所示情況壓緊,然後取出定位軸即可進行插削。
所示的成組插夾具的工件底面也以插床檯面定位,兩插銷插入工件輪轂孔,工件定位正確後用壓板把工件直接壓緊在插床工作檯面上,即可進行插削。
所示成組插夾具則是工件直接安裝在夾具體上平面上,輪轂孔以兩定位塊形成的定位軸D定位,工件底面以夾具體上平面定位,待工件定位正確後用壓板把工件壓緊在夾具體上,即可進行插削。
成組插夾具的工件直接安裝在插床檯面上,工件可先單獨壓緊,或者待成組插夾具按前述方法對刀正確后再一起壓緊在插床工作檯面上,工件上平面以夾具體下平面定位,輪轂孔以兩定位銷形成的定位軸D定位,待夾具對刀正確后即可進行插削。

4 輪轂鍵槽截面對稱度誤差分析


根據國家標準GB1958-80「對稱度誤差檢測」中面對線的檢測方法,輪轂鍵槽橫截面上對稱度誤差fJ的近似公式為

式中 D--輪轂孔的直徑,mm
 h--輪轂鍵槽深度,mm
 a--該截面內上、下兩對應點的測量讀數差


本文所述的成組插夾具的原理是:鍵槽的理想中心平面由兩平行平面所形成的寬槽中心平面模擬,然後工件的定位、夾具的找正和對刀都以這寬槽為基準,從而達到了基準統一。在成組插夾具中,影響讀數差a的因素有:基準位置誤差ΔJW、基準不重合誤差ΔBC和對刀誤差ΔDA。這樣fJ公式為

式中 ΔJW=δg+δx+Δmin
 δg--輪轂孔公差
 δx--定位軸公差
 Δmin--最小間隙
以圖3所示的成組插夾具加工工件輪轂孔為φ250H8(+0.0810)、槽寬50mm、深14.2mm鍵槽為例。調整的定位軸尺寸為?250h6(0-0.029),定位軸對寬槽的對稱度ΔBC=0.02mm,設對刀誤差(含其它誤差)為0.04mm則fJ(mm)為

5 應用及注意事項


插鍵槽成組夾具結構簡單、緊湊,調整方便,對刀簡單容易,既可用於單鍵槽,又可用於雙鍵槽的加工,圖4結構還可用於大輪轂孔鍵槽的刨削加工。
應用上述插鍵槽成組夾具,工件鍵槽截面對稱度誤差可控制在0.01mm以內。但鍵槽對稱度誤差還包含長向對稱度誤差,且取兩個方向測得誤差的最大值作為該鍵槽的對稱度,因此在應用時還應注意以下幾點,以減小鍵槽長向對稱度誤差。
(1)檢查並校正插床滑枕運動軌跡對插床工作檯面的垂直度,其值為工件鍵槽對稱度誤差的1/2~1/3;
(2)調整好插床滑枕間隙,使插削平穩;
(3)從零件加工工藝要求,以插床工作檯面或夾具體上平面定位的端面與輪轂孔一次裝夾加工保證垂直,並在工件壓緊後用厚薄規檢查有無間隙,以保證插削平穩。
另外,為了延長成組插夾具的使用壽命,夾具元件要盡量選用優質高強度材料,尤其是對刀角鐵、夾具體、插銷、定位塊、定位銷、定位軸等主要元件以選用18CrMnMo等優質合金滲碳鋼,滲碳層厚0.8~1.2mm,淬硬58~62HRC為宜

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