(一)車床夾具的主要類型
根據夾具在車床上的安裝位置,車床夾具分為兩種基本類型。
1 .安裝在滑板或床身上的夾具。
對於某些形狀不規則或尺寸較大的工件,常常把夾具安裝在車床滑板上,刀具則安裝在機床主軸中作旋轉運動,夾具連同工件作進給運動。
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6 — 23 為本工序的角鐵式車夾具的結構示例。該夾具的夾具體 1 為角鐵式結構,外形為一方形,但四角倒圓。為了保證工序尺寸 100 ± 0.10mm 和 57.5 ± 0.05mm ,根據基準重合原則,選擇底平面 B 為主要定位基準限制三個自由度,在夾體具上用三個支承釘作為定位元件,三個支承釘裝配后須磨平,以達到工作面等高的要求。以工件側面 C 在夾具的支承板 3 上定位限制兩個自由度。再以 D 面靠住配重塊 6 的平面作為止推基準,限制一個自由度(此自由度根據加工要求可以不限制)。用兩副螺旋壓板 3 夾緊工件。為使整個夾具迴轉平衡,加配重塊 6 。夾具與機床主軸的連接是通過過渡盤 7 實現的。角鐵式夾具體 1 用螺釘與過渡盤 7 聯接,過渡盤 7 與機床主軸前端部連接。過渡盤一般均為車床的附件隨車床一起提供,如沒有過渡盤則應根據車床主軸端部結構自行設計。
夾具體中間的¢ d 孔為工藝孔,作為組裝夾具時尺寸 100 ± 0.10mm 和 57.5 ± 0.05mm 的測量工藝孔,也可作為夾具安裝到車軸主軸時找正夾具中心與機床主軸迴轉軸線同軸度的找正孔。這個工藝孔是角鐵式夾具上很重要的一個結構要素。
2 .帶分度裝置的車床夾具(花盤式車床夾具)
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車完一個孔后,鬆開 3 個螺母 5 ,拔出對定銷,將分度盤 3 迴轉 180 ° ,當對定銷在彈簧力的作用下,插入另一分度孔中,擰緊 T 形螺釘的螺母 5 ,即可加工另一孔。夾具體 2 以端面 C 和止口(¢ 170H7 )與過渡盤 1 對定,並用螺釘緊固,過渡盤與機床主軸連接。 為使整個夾具迴轉平衡,夾具上設置配重塊11。
3.自定心式車床夾具(彈簧心軸)
6—26所示是加工階梯軸上¢300- 0.033 mm外圓柱面及其端面的車床夾具。如果用自定心三爪卡盤裝夾工件,則很難保證兩端圓柱面的同軸度要求,為此,設計了專用彈簧夾頭。
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彈簧筒夾大部已標準化,可供選用。如需自行設計,其主要結構參數可參考下列各式確定。
n=1~3mm,
d1—— 導向圓柱外徑按結構需要確定,mm;
d=d1-(2~3)mm;
l1=(0.5~1.2)D;
D???工件定位基準的直徑,mm;
L2=(1.5~2.5)d;
b=2~4mm;
n ?槽數,當 D≤30 mm, n=3;
30mm<D≤80mm? 時,?n =4。
(三) 車床夾具設計要點
1 .設計定位裝置時應使加工表面的迴轉軸線與車床主軸的迴轉軸線重合。
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( 2 )對於徑向尺寸較大的夾具,一般通過過渡盤與車床主軸前端連接。 6-30b,c,d 所示,其連接方式與車床主軸前端的結構形式有關。專用夾具以其定位止口按 H7/h6 ,或 H7/js6 裝配在過渡盤的凸緣上,再用螺釘緊固。為了提高安裝精度,在車床上安裝夾具時,也可在夾具體外圓上作一個找正圓,按找正圓找正夾具中心與機床主軸軸線的同軸度,此時止口與過渡凸緣的配合間隙應適當加大。
4 .夾具的懸伸長度 L 與輪廓尺寸 D 的比值應參照下列數值選取:
直徑小於 150mm 的夾具, L/D ≤ 1.25 ;
直徑在 150mm ~ 300mm 之間的夾具, L/D ≤ 0.9 ;
直徑大於 300mm 的夾具, L/D ≤ 0.6 。
5 .夾具總體結構應平衡。因此一般應對夾具加配合塊或減重孔。為了彌補用估演算法得出的配重的不準確性,配重塊(或夾具體)上應設置徑向槽或環形槽,發便調整配重塊位置。
6 .為了保證安全,夾具體上的各種元件不允許突出夾具體圓形輪廓以外。
7 .夾具體總圖上的尺寸標註除與一般機械裝置圖樣有相同的要求外,還應注意其自身的特點。即在夾具總圖上還應標出影響定位誤差、安裝誤差和調整誤差有關的尺寸和技術要求。
影響定位誤差的主要是定位元件或定位副的製造公差或配合公差。如圖6 — 26 中兩定位銷公差 ф 9f 9 和 ф 9f 7 及兩銷中心距 142 ± 0.06mm 等。
影響安裝誤差的主要是定位元件工作面與機床連接面之間的尺寸精度和位置精度。夾具體上的底面(如圖 6 — 24 中 A 面、 6 — 26 中 E 面等)則體現機床主軸的端面;而夾具上的工藝孔( 6 — 24 中工藝孔¢ d )、夾具體上的止口( 6 — 26 中¢ 170H7 孔)或夾具體外圓上的找正圓均體現機床主軸的迴轉軸心線。因此定位元件工作面與這些連接面均應標出尺寸精度或位置精度。 6 — 24 中的尺寸 100 ± 0.05 mm 和 57.5 ± 0.05 mm 。又如圖 6 — 26 中對 C 面的平行度要求等。
影響調整誤差的是刀具與定位元件工作面之間的尺寸精度和位置精度。這在以後的鑽床夾具和銑床夾具中再介紹。
(四)螺旋夾緊機構
螺旋夾緊機構在生產中使用極為普遍。其結構簡單,夾緊行程大,特別是它具有自鎖性能和增力大兩大特點。它主要有兩種典型結構。
1 .單個螺栓夾緊機構
6 — 31 a 所示為六角頭壓緊螺釘,它是用螺釘頭部直接壓緊工件。?31 b 所示在螺釘頭部裝上擺動壓塊,可防止螺釘旋轉時損傷工件表面或帶動工件旋轉。擺動壓塊結構如圖 6—32 。
2 .螺旋壓板夾緊機構
6 — 33 為常用的五種典型結構。6 — 33 a 、 b 兩機構的施力螺釘位置不同。 6 — 33 a 減力但增加夾緊行程, 6-34 b 不增力但可改變夾緊力方向。 6 — 34 c 採用鉸鏈壓板增力,但減小夾緊行程,使用上受工件尺寸形狀的限制。 6 — 33 d 為鉤形壓板 , 其結構緊湊,適用於夾緊機構空間位置受到限制的場合。 6 — 33 e 為自調式壓板,它能適應工件高度由 0 到一定範圍內的變化,其結構簡單,使用方便。