快换涨胎夹具的设计与应用.pdf

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1、[■文／沈阳第一机床厂方中秋曾丹王琛【摘要】文章阐述了涨胎夹具的基本工作原理生弹性变形来涨紧工件内孔夹紧工件．如图1所示。重点介绍了一种具有快换结构的涨胎夹具。【关键词】夹具设计、涨胎、快换结构引言在零件的机械加工过程中，夹具是其中不可缺少的部分。尤其是大量的专用夹具使零件的生产效率得到极大的提高，充分发挥了机床的加工性能。专用夹具在发挥着其优越性能的同时也存在一个严重的问题，一。那就是通用性极差。通常隋况下，台机床能加工多种不同种类，不同规格的零件，但夹具只适用其轴中一个或有限的几个零件。加工零件改变时需要更换不同的夹具，甚至有时还需要重新设计制造专用夹具。这不仅影响了加工效率，而且使得零

2、件的加工成本提L一一高。多数情况下，在实际生产过程中各种机床是按生l矧l产线布置一按涨套与芯轴的相对运动方式可以分为两种基本形。每台机床加工的零件多是种或是相类似式一的系列零件，如图2所示。种是芯轴固定，涨套运动的形式(图。相类似的零件结构使得夹具通过调整部2a2b)另一种是涨套固定分夹具零件来适合不同零件的加工得以实现，图，，芯轴运动的形式(图。调整过对加2c，图2d)。如果考虑运动的方向，可分为四种结构讨数形式。无论哪种结构形式其原理相同，但从使用上来看，芯轴固定的形式要优于涨套固定的形式。在涨紧工件过程中一，涨套有个带动工件的作用，能使工件紧靠定位面，能可靠的保证工件轴向尺寸的要求。套

3、产第06期数控机床市场▲85▲口l_J·--●-III『I}abcd图2在数控车床的应用中，涨胎夹具的系统结构如图3所示。油缸安装在数控车床主轴尾端，随主轴同时旋转并且在旋转过程中始终提供拉力或推力。机床的液压系统通过油缸的往复运动产生涨胎夹具中涨套与芯轴相对运动所需的动力。夹具与油缸通过拉杆连接。隆f32涨胎夹具快换结构的分析与设计2．1基本快换结构考虑到实际生产中的应用情况，由于涨胎夹具是通过涨套的弹性变形来涨紧工件的，涨套的弹性变形量是有限的，因而限制了涨套能涨紧的范围，降低了夹具的通用性。可能的解决途径是根据工件的尺寸范围设计一系列的涨套，这些涨套能通用一种芯轴。当工件改变时，只更换

4、相对应的涨套，而不更换夹具本体。通过这种方式来解决专用夹具的通用性问题。按照这个要求设计了一种基本的快换式机构，如图4所示。·86·第O6期数控机床市场图4夹紧工件时，油缸通过拉杆拉动滑动套向左运动，滑动套通过拉钉带动涨套使其与芯轴产生相对运动，涨套产生弹性变形涨紧工件内孔，使工件可靠的夹紧，同时，由于涨套对工件有一个带动作用，使工件的轴向定位面靠紧定位盘。为了防止因工件内孔尺寸超出工差范围导致涨套与芯轴的相对运动行程过大使涨套损坏，增加了限位垫。配磨限位垫的厚度，不仅可起到保护涨套的作用还可以起到检测工件尺寸的作用。如果上序加工的工件内孔尺寸超过公差允许的范围，在工件夹紧过程中由于限位垫的

5、限位作用使涨套不能与芯轴产生更大的位移，因而工件将不能夹紧。以便及时发现不合格零件，避免了后序加工导致的不必要的浪费。当工件改变时，需要根据工件内孔的尺寸选择相对应的涨套及定位盘。为了实现快换功能，将固定定位盘的螺钉孔及涨套上拉钉通过的孔设计成U型槽结构，如图5所示。调整夹具时，只需松开固定定位盘的螺钉，转动定位盘，在导向键的作用下使涨套图5随定位盘同时旋转一定的角度后即可将定位盘和涨套，转动一定的角度卸下。选择适合的涨套及定位盘装在夹具上，向相反方向旋转，拧紧螺钉，完成夹具的调整。实一一过大践证明这种结构是可靠的，而且调整也比较容易。但是，这种结构也存在些问题。第，如果松开行程，滑动套将直

6、接顶紧到芯轴座，长时间的使用可能会芯轴产生微小的偏移而影响夹具的定位精度，这个问题可通过调整拉杆的长度来解决。在设计过程中要详细核对各运动零件的行程及极限位置，准确计算所需的拉杆长度。第二，由于涨套和定位盘是两个独立的部分，装配时需要将定位盘的键槽与涨套的导向键对正后才可一定的对应关系同时旋转使其安装到正确的位置，在操作时还不是特别方便。第三，由于定位盘与涨套还有，当相似尺寸的零件比较多时，查找相对应的定位盘和涨套还是比较繁琐的。2．2改进的快换结构一些问题一为了解决上述基本结构存在的，又对夹具的结构进行了次改进。改进后的夹具结构如图6所示。市场▲87▲口改进后的结构将定位盘与涨套设计成一个

7、独立的组件，每种工件对应一个涨套定位盘组件，便于调整夹具时更换方便。压紧盘设计成缺口的形式如图7所示，装配时将涨套定位盘组件沿着压紧盘的缺口装入，然后旋转一定的角度至正确的位置，定位钢球起到定位作用。为了防止在工件车削过程中由于意外因素产生较大的扭矩使定位盘旋转而发生危险，增加了过载保护的定位销。定位销的特殊位置还使得该结构具有防装错结构。根据工件切削时夹具的旋转方向，安装涨套定位盘组件时必须按相反的方向装入