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        自定心卡盤(pán)精度的維修

        2014-12-02 01:32:28山東威海職業(yè)學(xué)院264210劉國(guó)通
        金屬加工(冷加工) 2014年3期
        關(guān)鍵詞:卡爪定心卡盤(pán)

        山東威海職業(yè)學(xué)院 (264210)劉國(guó)通

        自定心卡盤(pán)在機(jī)械制造中應(yīng)用特別廣泛,是使用最多的一種夾具,由于在使用過(guò)程中的磨損和受一定夾緊力的影響,常出現(xiàn)如下問(wèn)題:①定心誤差變大,工件夾緊后徑向跳動(dòng)較大。②卡爪前端磨損嚴(yán)重,后端磨損較輕,裝夾工件時(shí)前端不受力,只有后端在夾緊工件,使工件裝夾不穩(wěn)定,容易造成加工出來(lái)的工件成為三棱形,或發(fā)生其他意外,加工較困難。

        從自定心卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)上講,它的各個(gè)部分幾乎都是間隙配合,各個(gè)部位之間,都存在一定的間隙。比如卡爪的工字槽和卡盤(pán)殼體來(lái)回滑動(dòng),存在一定的間隙,平面螺紋套在殼體的心軸上需要轉(zhuǎn)動(dòng),存在著間隙,卡盤(pán)固定在法蘭盤(pán)上也存在著徑向竄動(dòng)量,這些誤差一起形成嚴(yán)重的積累誤差,集中的反映在工件的徑向圓跳動(dòng)上。隨著長(zhǎng)期使用磨損的增加,各部位的間隙也明顯的增加,這就是定心誤差變大的原因。

        卡盤(pán)夾緊工件時(shí),后端受力,前端不受力,造成這種情況的原因有兩種,一種是工字槽的磨損加大后,夾工件時(shí),三個(gè)爪一吃力,它們的外側(cè)靠向床頭方向,里側(cè)靠向尾座方向,使三個(gè)爪本身形成了“喇叭口”的狀態(tài),其受力情況如圖1 所示。

        圖1

        操作者按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)錐齒輪,卡盤(pán)爪向里移動(dòng)卡爪受到工件的阻力,是a 的方向,對(duì)于卡爪來(lái)說(shuō),受力部位在前端,由于卡盤(pán)體的工字槽有軸向間隙,使三個(gè)爪呈“喇叭口”狀態(tài)。

        第二種情況,由于卡爪的前端更接近車(chē)刀和切削力,平時(shí)受到的力比后端大,再加上平時(shí)裝夾短工件的機(jī)會(huì)多,所以先磨損,結(jié)果使卡爪后面部分高于前面部分,裝夾工件時(shí),后面受力,前面不受力,使工件裝夾不穩(wěn),有時(shí)這兩種情況同時(shí)存在,問(wèn)題就會(huì)更加明顯。

        如果出現(xiàn)了上述這些問(wèn)題,會(huì)給裝夾工件造成很大的麻煩,比如,一個(gè)工件車(chē)好外圓或內(nèi)孔之后,調(diào)頭另一端倒角,由于工件裝夾后徑向跳動(dòng)特別厲害,倒角就會(huì)出現(xiàn)一側(cè)角度很大,另一側(cè)角度很小,倒角倒的很偏,車(chē)出的端面不平行、不垂直。軸類(lèi)零件要求兩端鉆中心孔時(shí),兩中心孔也不在同一軸線(xiàn)。

        在卡盤(pán)的工字槽和其他部位磨損較重的情況下,為使卡盤(pán)達(dá)到或基本接近出廠(chǎng)時(shí)的定心精度,并能克服“喇叭口”現(xiàn)象,我們采用了下面的修復(fù)方法,首先做三個(gè)相同的彈性體形狀,如圖2 所示。

        圖2

        然后,利用卡盤(pán)相鄰兩爪間近似于平行的兩個(gè)斜面,分別安裝上三個(gè)彈性體,使三個(gè)爪的等分更為均勻,形成裝夾工件的模擬狀態(tài),用裝有砂輪車(chē)內(nèi)孔用的刀桿,對(duì)卡爪進(jìn)行高速修磨,這樣使卡盤(pán)達(dá)到理想的精度,三個(gè)彈性體安裝后如圖3 所示。

        圖3

        彈性體在制作時(shí),要在一個(gè)圓環(huán)體上截取,特別是寬度,要用平磨精加工,以保證尺寸一致,材料選用彈性較好的材料。淬火回火后硬度35~45HRC,因?yàn)樵谶@個(gè)硬度范圍內(nèi)彈性較好。另外彈性體還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

        (1)卡盤(pán)的規(guī)格不同,卡盤(pán)體的內(nèi)孔直徑也不同,為了安裝穩(wěn)定,使彈性體與卡盤(pán)孔徑的內(nèi)壁吻合,彈性體R1的尺寸應(yīng)等于卡盤(pán)體孔徑的一半。

        (2)彈性體寬度H 的選擇:寬度越寬,修磨時(shí)三個(gè)爪形成的圓弧越大;反之,三個(gè)卡爪形成的圓弧就小。修磨后卡爪牙尖上形成的R 就隨著修磨時(shí)圓弧的大小而固定下來(lái)。它直接影響工件的裝夾效果,工件裝夾時(shí)如果這個(gè)R 大于工件的半徑,卡爪和工件形成的是三條線(xiàn)接觸,這時(shí)裝夾的牢固性最差,如果原料較細(xì),粗車(chē)外圓的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)三個(gè)棱,從端面看工件呈三角形,這在加工小零件時(shí)很常見(jiàn)。當(dāng)卡爪牙尖形成的R 等于工件的半徑時(shí),形成的是三個(gè)圓弧面的接觸,這時(shí)定心效果最好,當(dāng)卡爪牙尖形成的R 小于工件的圓弧半徑時(shí),形成的是六條線(xiàn)接觸(見(jiàn)圖4),這時(shí)夾毛坯料穩(wěn)定性最好。

        圖4

        由于上述原因,在修磨卡盤(pán)之前,我們要參考機(jī)床平時(shí)加工工件的直徑來(lái)適當(dāng)?shù)倪x擇卡爪牙尖的R,這個(gè)R 太大了不好,太小了也不好,R 選定以后,再計(jì)算出彈性體H 的尺寸。每一個(gè)卡盤(pán)都有它的最小夾緊尺寸r,可用下面公式計(jì)算出寬度

        卡爪牙尖的R 和彈性體寬度的關(guān)系,是個(gè)函數(shù)關(guān)系,上面的公式是個(gè)一次函數(shù)關(guān)系式,在實(shí)際當(dāng)中,由于多種原因,會(huì)產(chǎn)生不超過(guò)1mm 的誤差,例如:在修磨200mm 的卡盤(pán)時(shí),測(cè)量它的內(nèi)孔直徑是65mm,根據(jù)平時(shí)加工零件的直徑大小,我們想把卡爪牙尖磨成R=15mm,同時(shí)又量得卡盤(pán)的最小夾緊直徑是3mm,根據(jù)上面的公式,計(jì)算出寬度應(yīng)是23.38mm,厚度和卡盤(pán)殼體的直徑有關(guān),取厚度h 為16mm,長(zhǎng)度L 一般取30mm 即可。

        (3)卡爪牙尖兩側(cè)是兩個(gè)斜面,兩個(gè)斜面所形成的夾角大約為108° (見(jiàn)圖5a)。這樣可以知道,相鄰兩爪的兩個(gè)斜面是不平行的,它們形成的夾角是12°左右(見(jiàn)圖5b),而彈性體就是利用了卡盤(pán)本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),夾在這個(gè)12°的夾角間,代替工件支撐著三個(gè)卡爪,以抵抗修磨時(shí)的磨削力。

        圖5

        (4)安裝彈性體時(shí)一定要放正,防止歪斜,修磨的卡盤(pán)定心精度才能好。并在修磨前對(duì)卡盤(pán)進(jìn)行清洗。

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