■ 山東勞動職業(yè)技術(shù)學院 (濟南 250300) 史家迎
徑向孔是軸類零件的常見結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的零件應用廣泛。具有徑向孔的軸類零件可以實現(xiàn)兩軸傳遞旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,方便人們的操作。同時,也可以實現(xiàn)兩軸成90°聯(lián)接,增大兩軸的聯(lián)接剛度。
軸類零件具有徑向孔,可以實現(xiàn)兩軸直接聯(lián)接,避免使用聯(lián)軸器、齒輪和傳動部件等聯(lián)接,使設備結(jié)構(gòu)簡單,降低經(jīng)濟成本。由于徑向孔軸類零件結(jié)構(gòu)的特殊性,在機械加工時零件裝夾困難,通用夾具(如三爪自定心卡盤、臺虎鉗等)很難夾持住零件,甚至不能夾持零件,從而無法實現(xiàn)零件的加工。
對于單件、小批量的零件,在普通車床上一般采用四爪卡盤(見圖1),這種裝夾方法找正、調(diào)整復雜,粗加工完畢,需要重新找正,費時費力。操作人員很難控制夾持徑向孔處的卡爪夾緊力的大小,夾緊力過大,徑向孔很容易夾持變形;夾緊力過小,零件夾持不牢,加工過程中零件容易松動,導致發(fā)生機床和人身事故,難以保證零件的加工精度。在鉆床上通常采用V型鐵和壓板夾持工件(見圖2),這種裝夾方式加工精度不高。一方面,操作人員用鉗工劃線的方法確定孔心的位置,存在劃線位置誤差。加工時,操作人員手動調(diào)整麻花鉆的位置,使麻花鉆的軸心對準孔心,調(diào)整難度大,存在找正誤差。另一方面,鉆床的進給運動依靠操作人員的手動操作實現(xiàn),進給速度不均勻,零件的表面加工質(zhì)量差,對表面粗糙度值Ra=3.2μm及以上要求的零件,手動進給不能保證零件的加工精度。對于大批量加工的零件,以上兩種機床的加工方法,機床調(diào)整時間長、加工精度低且生產(chǎn)效率不高。為高效率、高精度加工軸類零件的徑向孔,必須采用專用夾具。
圖1 四爪卡盤夾持工件
圖2 V型鐵夾持工件
如圖3所示,車削徑向孔軸類零件的專用夾具結(jié)構(gòu)。
(1)夾具的定位原理。下徑向定位套、上徑向定位套限制了工件的、、、及四個自由度,軸向定位套限制工件的,Z軸旋轉(zhuǎn)自由度沒有被限制,夾具定位裝置共限制工件的5個自由度,屬于部分定位,滿足加工要求。
圖3 1.螺栓 2.螺母 3、10.墊圈 4.壓板 5.支撐銷 6.彈簧 7.上徑向定位套8.下徑向定位套 9.軸向定位套 11、13、16.螺釘 12.平衡塊 14.夾具體 15.工件
(2)夾具的結(jié)構(gòu)及工作原理。裝夾工件前,先安裝軸向定位套、下徑向定位套和上徑向定位套,零件加工時為確保下徑向定位套和上徑向定位套與夾具體不發(fā)生轉(zhuǎn)動,分別緊固螺釘13和螺釘16。用棉紗擦拭工件的外表面、下徑向定位套和上徑向定位套的內(nèi)表面,保證零件順利裝配及定位元件的精度。擰開螺母,移動壓板,把工件裝配到下徑向定位套和上徑向定位套中。為保證工件和定位元件的充分接觸,在裝入工件時,可以用銅棒或橡膠棒輕輕敲擊工件。工件裝入完畢,用壓板壓住工件的端面,再擰緊螺母。零件裝夾完畢,需要進行動平衡,適當增加或減少平衡塊的質(zhì)量。
拆卸工件時,先用銼刀把徑向孔處的毛刺去掉,擰開螺母,移動壓板,轉(zhuǎn)動夾具,使軸向定位套位于上方,一只手接住工件,另一只手用銅棒或橡膠棒輕輕敲擊工件的端面,工件即可取出。
(3)夾具的裝夾范圍廣。夾具不但裝夾光軸類零件,還可以裝夾階梯軸類零件,裝夾范圍廣。加工光軸類零件或階梯軸類零件時,當徑向孔的軸向位置不同,通過改變軸向定位套的厚度就可滿足加工要求。當加工階梯軸類零件時,根據(jù)階梯軸的形狀及尺寸,改變下徑向定位套和上徑向定位套的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)及尺寸,即可滿足零件的加工要求。
(1)加工高精度的徑向孔,盡量采用高速鋼刀具,機床選擇低轉(zhuǎn)速,并加注切削液,及時排除切削熱,減小零件的變形。
(2)為保證夾具的定位精度和零件的加工精度,建議準備兩套夾具,零件的粗精加工各用一套。
(3)為保證操作人員的安全,用硬質(zhì)合金刀具加工零件時,機床的轉(zhuǎn)速不宜選得過高。特別加工階梯軸類零件時,夾具一定進行動平衡,防止因離心力的作用,發(fā)生機床和人身事故。
(4)加工零件時,若加注切削液,粗加工盡量選擇冷卻效果好的乳化液,精加工盡量選擇潤滑性能好的粘度低的切削油,可獲得高的零件表面加工質(zhì)量。
(5)若采用硬質(zhì)合金刀具切削零件,精加工時,盡量采用硬度高的刀具材料(如YT30型硬質(zhì)合金刀具或涂層硬質(zhì)合金刀具),避免零件出現(xiàn)喇叭口的現(xiàn)象。
(6)為保證夾具體定位套的拆卸方便和定位精度,使用夾具時,應避免用力敲擊夾具。
(7)夾具可以多次使用,使用完畢,應及時擦拭夾具表面,涂敷防銹油,防止夾具生銹,影響夾具零部件的拆卸和定位套的定位精度。
綜上所述,車削徑向孔軸類零件的專用夾具改變了傳統(tǒng)的裝夾方式,它結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、定位精度高、操作方便且生產(chǎn)效率高。當夾具的定位精度下降時,只需更換徑向定位套,即可恢復夾具的定位精度,方便快捷,經(jīng)濟成本低。只要改變定位套的內(nèi)孔結(jié)構(gòu),夾具可以用來裝夾光軸、階梯軸,夾具的裝夾范圍廣,柔性度高。車削徑向孔軸類零件的專用夾具實用性強,工藝性好,靈活方便,具有一定的推廣價值。