彈性夾具在軸承磨床中的應(yīng)用
2021-9-16 來源：濮陽技師學(xué)院，濮陽市科技咨詢服務(wù) 作者：王玉峰 陳亞兵 王曉慶
摘要：針對鐘形殼的特點 ，提出了彈性夾具在軸承磨床中的應(yīng)用 。詳細(xì)介紹了幾種鐘形売所用彈性夾具的設(shè)計。采用彈性夾具可以方便地在機床上實現(xiàn)鐘形殼的定位與夾緊， 從而實現(xiàn)鐘形売的諸如內(nèi)球面的磨削 。該應(yīng)用具有很強的實用性 。
關(guān)鍵詞：彈性夾具；鐘形殼 ；定位夾緊 ；磨削
1、前言
鐘形殼是為配套汽車及叉車轉(zhuǎn) 向器所生產(chǎn)的系列產(chǎn)品 ，其形狀變化多，尺寸差別大。有帶柄的和不帶柄的；有球頭的和圓柱頭的 ；內(nèi)球面直徑范圍為Ｓ４＞ 50 -160ｍ 磨削寬度20-85ｍ ；定位外徑080-200ｍ ，工件總長度最長達(dá)到570ｍ 。 根據(jù)以上情況 ，我們自行設(shè)計了滿足軸承精度等級的彈性夾具 。
圓柱或圓維外形的軸承套圈的磨削通常采用電磁無心夾具 ，而對于帶柄的鐘形 殼軸承來說 ，無法采用電磁無心 夾具進行定位與夾緊。 定心夾具在高精度磨床上使用需要解決好兩個主要問題 ：
一是如何保證鐘形殼加工內(nèi)球面和鐘形殼使用中的裝配基準(zhǔn)面的同軸 問題 ； 二是在磨削抗力作用下保持鐘形殼工件旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定不變。
經(jīng)過大量的生產(chǎn)實踐檢驗 ， 我們設(shè)計開發(fā)的“ 彈性夾具”能很好地解決鐘形殼內(nèi)球 面磨削裝夾問題 。結(jié)合現(xiàn)有常用鐘形殼工件類型以及不同形態(tài)的鐘形殼的基準(zhǔn)面特征，我們精心設(shè)計了不同的定位面及夾緊方案。 在基本結(jié)構(gòu)相似 、 基本功能相同 、基本原件共用的基礎(chǔ)上 ，我們開發(fā)出了五種具體的應(yīng)用模式 ，既增強了實用性，也兼顧了零件的通用性 ，簡化了結(jié)構(gòu) ，也降低了企業(yè)的應(yīng)用成本 ，提高了工人使用的自主性和積極性 。
2、彈性夾具的結(jié)構(gòu)
圖1-5是針對不同鐘形殼工件的結(jié)構(gòu)特征專門設(shè)計的彈性夾具。 其中連接盤連接在空心的工件軸上 ， 從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時隨工件軸做旋轉(zhuǎn)運動 ；連接座是彈性夾具的座體 。 夾具座內(nèi) 表面 的錐面與 彈性夾頭的錐面相配合， 保證工件 的夾緊定位準(zhǔn)確 ；拉盤卡在彈性夾頭上 ，通過等高導(dǎo) 向套與拉板連接 ；拉板又與拉套連接 ， 拉套連接著 回 轉(zhuǎn)油缸 ， 通過固定在工件軸上 的回 轉(zhuǎn)油缸 的伸、縮動作，帶動拉套 、拉板 、等 高導(dǎo) 向 套 、拉 盤和 彈性夾頭完成松 、緊的動作 ；端面定位用于保證工件在夾緊時的定位準(zhǔn)確 ；夾緊工藝環(huán)用于工件定位端比夾緊部位直徑大時的情況 ，保證工件也能夠安裝進去 。
具體情況如下 ：
圖１不帶柄的圓柱形工件的定位與夾緊 ，方法是鐘形殼后端面定位 、夾持圓柱面 。其中連接盤1連接在空心的工件軸上 ，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時隨工件軸做旋轉(zhuǎn)運動 ；連接座2是彈性夾具 的座體； 夾具座 ３ 內(nèi)表而的錐面與彈性夾頭 4 的 錐而相配合，保證工件的夾緊定位準(zhǔn)確 ；拉盤5卡在彈性夾頭4上 ，通過等高導(dǎo)向 套 6與拉板7連接 ； 拉板7又與拉套9連接 ， 拉套9連接著回轉(zhuǎn)油缸 ，通過固定在工件軸上的回轉(zhuǎn)油缸的伸、縮動作 ， 帶動拉套 ９ 、拉板7、 等高導(dǎo) 向套6 、拉盤 5 和彈性夾頭 4 完成松、緊的動作 ； 端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準(zhǔn)確。
圖1 彈性夾具簡圖-不帶柄的圓柱形工件
圖2帶柄的球頭形工件的定位與夾緊 ，方法是在球頭的端面定位、夾持外球面。 其中連接盤1連接在空心的工件軸上 ，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時隨工件軸做旋轉(zhuǎn)運動 ；連接座2是彈性夾具 的座體 ； 夾具座 ３ 內(nèi)表面的錐面與彈性夾頭4的 錐面相配合，保證工件的夾緊定位準(zhǔn)確 ； 拉盤5卡在彈性夾頭4上 ， 通過等高導(dǎo)向套6與拉板7連接； 拉板7又與拉套9連接 ， 拉套9連接著9回轉(zhuǎn)油缸 ， 通過 固定在工件軸上的回轉(zhuǎn)油缸的伸 、縮動作 ， 從而帶 動拉套9 、
拉板7、等高導(dǎo) 向套6、拉盤5和彈性夾頭4完成松 緊的動作 ；端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準(zhǔn)確。
圖2 彈性夾具簡圖－短柄＋球面工件
圖３帶柄的球頭形工件的定位與夾緊，方法是在柄 的端面定位 、夾持外球面。 其中連接盤1連接在空心的工件軸上 ，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削時隨工件軸做旋轉(zhuǎn)運動 ；連接座2是彈性夾具的座體 ； 夾具座 ３ 內(nèi) 表面的錐面與彈性夾頭4的錐面相配合 ，保證工件的夾緊定位準(zhǔn)確 ；拉盤 5卡在彈性夾頭4上，通過等髙導(dǎo) 向套 6與拉板7連接； 拉板7又與拉套9連接 ，拉套9連接著回轉(zhuǎn)油缸，通過固定在工件軸上的回轉(zhuǎn)油缸的伸、縮動作， 帶動拉套 ９、拉板7、 等高導(dǎo)向套 6、拉盤5和 彈性夾頭4完成松、緊的動作 ；端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準(zhǔn)確 。
圖3 彈性夾具簡圖－長柄＋球面工件
圖４帶柄的球頭形工件的定位與夾緊 ，方法是在球頭的端面定位、夾持球頭端的圓柱面。其中連接盤1連接在空心的工件軸上，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨 削時隨工件軸做旋轉(zhuǎn)運動 ；
連接座2是彈性夾具的座體 ；夾具座3 內(nèi)表面的錐面與彈性夾頭4的錐面相配合，保證工件的夾緊定位準(zhǔn)確 ；拉盤5卡在彈性夾頭4上 ，通過等高導(dǎo)向 套6與拉板7連接 ；拉板7又與拉套 9連接 ，拉套9連接著回轉(zhuǎn)油缸 ， 通過 固定在工件軸上的回轉(zhuǎn)油缸的伸、縮動作，帶動拉套9、拉板7、等高導(dǎo)向套6、拉盤5和 彈性夾頭4完成松、緊的動作 ； 端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準(zhǔn)確 。
圖4 彈性夾具簡圖－短柄＋圓柱面工件
圖5不帶柄的臺階形且夾持外徑小于定位面外徑工件的定位與夾緊 ，方法是端面定位、通過夾緊工藝環(huán)夾持工件的圓柱面。其中連接盤1連接在空心的工件軸上，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時 隨工件軸做旋轉(zhuǎn)運動 ；連接座2是彈性夾具的座體 ；夾具座 3 內(nèi) 表面的錐面與 彈性夾頭4 的錐面相配合，保證工件的夾緊定位準(zhǔn)確 ； 拉盤5卡在彈性夾頭4上 ， 通過等高導(dǎo)向套6與 拉板7連接 ； 拉板7又與拉套9連接，拉套9連接著回轉(zhuǎn)油缸 ， 通過固 定在工件軸上 的回轉(zhuǎn)油缸的伸、 縮動作 ，帶動拉套9、 拉板7、等高導(dǎo) 向套6、 拉盤5 和彈性夾頭4完成松 、緊的動作；端面定位8用于保證工件在夾緊時的 定位準(zhǔn)確 ； 夾緊工藝環(huán)10用于工件定位端 比夾緊部位直徑大時的情況，保證工件也能夠安裝進去。
通過如圖1-5所示的幾種彈性夾具的應(yīng)用可見 ，采用更換少數(shù)工裝件（如端面定位8）的方法適合工件形狀變化多，尺寸差別大的狀況，可實現(xiàn)工件的快速可靠定位 ，保證一次裝夾成功。
圖5 彈性夾具簡圖－不帶柄＋臺階圓柱面工件
3、應(yīng)用及效果
該夾具主要應(yīng)用在數(shù)控鐘形殼內(nèi)球面磨床上 。采用該彈性夾具夾緊工件 ，保證了數(shù)控磨床在加工汽車及叉車轉(zhuǎn) 向器用鐘形殼時夾持快速、定位準(zhǔn)確 、性能可靠 ，使產(chǎn)品達(dá)到了精度要求且質(zhì)量穩(wěn)定 。該類鐘形殼是某軸承廠為配套汽車及叉車轉(zhuǎn)向器所生產(chǎn)的系列產(chǎn)品 ，技術(shù)應(yīng)用效果良好 ，受到了客戶的廣泛好評。
4、 結(jié)束語
文中所述夾具及機床的開發(fā)為解決該類配套汽車及叉車轉(zhuǎn)向器的鐘形殼系列產(chǎn)品的加工提供了解決方案和設(shè)備 ，達(dá)到了國外同類裝備的加工精度 ，在國內(nèi)屬于領(lǐng)先地位 ，為 我國汽車零部件產(chǎn)品的國產(chǎn)化做出了貢獻(xiàn) 。
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