把普通卡盤改造為彈性?shī)A具的方法

一往冇前

在利用數(shù)控車床車制軸承滾子時(shí)，機(jī)床自帶夾具存在一定的問(wèn)題：只適合車削尺寸比較細(xì)的棒料；當(dāng)棒料比較粗（大于Φ45mm）時(shí)，出現(xiàn)夾緊力不足，造成刀具和夾具損壞等問(wèn)題。為此經(jīng)過(guò)實(shí)際分析，決定將自帶夾具改造為彈性?shī)A具。

一、原有夾具存在的問(wèn)題

車床主要車制軸承滾子，車床原設(shè)計(jì)自帶夾具為普通楔式中空液壓動(dòng)力三爪夾盤，如下所示。

▲ 液壓動(dòng)力三爪夾盤

此種夾盤通過(guò)中空拉桿在油壓的作用下推動(dòng)連接盤向上運(yùn)動(dòng)，滑塊隨之運(yùn)動(dòng)，把力傳遞給夾爪，擠壓夾爪沿滑道運(yùn)動(dòng)，夾緊工件；當(dāng)中空拉桿在另一側(cè)油壓的作用下推動(dòng)連接盤向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)夾爪背向圓心運(yùn)動(dòng)，也就是張開夾爪。

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▲ 液壓夾緊機(jī)構(gòu)

為了減少料頭，提高材料的利用率，該設(shè)備設(shè)計(jì)棒料長(zhǎng)度3m。棒料依靠料架、導(dǎo)向套的支撐，進(jìn)入回轉(zhuǎn)油缸，通過(guò)中空拉桿后由夾爪夾緊。棒料與導(dǎo)向套之間的間隙在2～3mm，棒料存在一定的彎曲現(xiàn)象，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，由于棒料的離心力作用，夾爪夾持力喪失較多。隨著工件直徑的增加，棒料的離心力增加，同時(shí)工件所受的切削力也增加，夾爪夾緊力就會(huì)不足，常常發(fā)生棒料轉(zhuǎn)動(dòng)和向后位移，造成滾子廢品。

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▲ 料架和導(dǎo)向套支撐棒料機(jī)構(gòu)

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為解決夾緊力不足的問(wèn)題，嘗試把油壓調(diào)高到極限油壓2.8～3.0MPa，使夾盤的夾緊力增大，滿足了工作需要，但同時(shí)會(huì)出現(xiàn)夾傷棒料表面、動(dòng)力夾盤壓蓋變形、螺栓和備帽斷裂、料管螺紋損壞、瞬間發(fā)生撞刀，造成車刀蹦刃等現(xiàn)象。在加工Φ45mm以上滾子時(shí)，只能通過(guò)降低轉(zhuǎn)速或縮短料棒的長(zhǎng)度（由3m變?yōu)?m）來(lái)滿足工作需要，大大降低了生產(chǎn)效率或材料利用率。

二、三爪夾盤的改進(jìn)
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為了充分提升此種設(shè)備的利用率，在降低設(shè)備故障率的同時(shí)，擴(kuò)大其滾子加工范圍（車制滾子直徑增加至Φ64mm之內(nèi)），對(duì)車床自帶夾具進(jìn)行了改進(jìn)。

▲ 彈性?shī)A具結(jié)構(gòu)

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改進(jìn)后的夾具取消了原有普通液壓三爪夾盤，重新設(shè)計(jì)制造了彈性?shī)A具。新設(shè)計(jì)的夾具主要由彈簧套夾頭、夾持環(huán)、夾持塊、夾具體、過(guò)渡盤、料管、安全防護(hù)罩等部件組成。安裝步驟如下所示。

▲ 彈性?shī)A具安裝步驟

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三、彈性?shī)A具的工作原理
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通過(guò)過(guò)渡盤把夾具體與主軸相連接，彈簧套夾頭安裝在夾具體內(nèi)，并與料管通過(guò)螺紋連接在一起，夾持環(huán)安裝在彈簧夾頭上，通過(guò)夾持環(huán)來(lái)定位彈簧套夾頭，以便對(duì)夾持塊進(jìn)行精車調(diào)整，達(dá)到對(duì)棒料外圓的定位夾緊，精車完成后，取下夾持環(huán)。

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彈性?shī)A具的夾持塊的內(nèi)徑尺寸精車后應(yīng)該與棒料尺寸相同，以確保夾持塊內(nèi)圓弧面與棒料的外圓弧面充分接觸，增大對(duì)棒料的夾緊力，防止棒料發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和向后位移，夾持塊的外徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，其余部件都設(shè)計(jì)成通用工件。加工不同直徑滾子時(shí)，只需要更換不同型號(hào)的夾持塊，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同產(chǎn)品的裝夾加工。更換夾持塊方便快捷。

四、彈性?shī)A具的對(duì)比優(yōu)勢(shì)

1.定心精度高，裝夾工件快捷方便，夾持工件穩(wěn)定；

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2.改成彈性裝夾后，根據(jù)產(chǎn)品的投料范圍制作相應(yīng)的夾持塊，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，制作方便，更換產(chǎn)品時(shí)只需更換夾持塊便可完成夾具的更換；

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3.改成彈性裝夾后，在加工大尺寸的滾子時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)崩刃和棒料轉(zhuǎn)動(dòng)以及位移現(xiàn)象，徹底解決了三爪夾盤夾緊工件存在的廢品率高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、刀具時(shí)常損壞等問(wèn)題；

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4.改成彈性裝夾后，設(shè)備的加工范圍由原來(lái)的直徑Φ45mm以下的滾子，增加到可以加工直徑Φ64mm以下的滾子，設(shè)備利用率得到了顯著提高；

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5.改成彈性裝夾后，加工效率提高了一倍，例如，改造前在加工小球面滾子時(shí)，由于球面曲率大，加工倒角和球面曲率時(shí)，吃刀量和切削力增加，原有的三爪夾盤夾緊力不夠，棒料夾不緊，容易在倒角處產(chǎn)生振紋。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要通過(guò)兩次進(jìn)刀，減小切削力，來(lái)消除倒角處產(chǎn)生的振紋；

6.由于彈性?shī)A具夾緊力增大，棒料的料頭長(zhǎng)度也大幅度縮短，與原來(lái)相比，每根棒料的料頭長(zhǎng)度縮短了50~60mm，有效節(jié)約了原材料；

7.由于彈性?shī)A具增加了與工件的接觸面積，在保證不減少夾緊力的前提下，減少了夾具與工件之間的單位壓力，即減少了液壓壓力和工裝的損壞。

shentu

好文章。。。。。。不過(guò)我沒看懂。

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是依靠錐面把夾持環(huán)和夾持塊壓緊嗎？批量的話確實(shí)可以，對(duì)于一些復(fù)雜零件車序需要分工步加工，還需要多配幾對(duì)夾持塊才行

maxlisin

9 l, P. c6 v* f% H: A% X5 d機(jī)床+自動(dòng)化從業(yè)者路過(guò)，有幾個(gè)不明白的地方想請(qǐng)教一下樓主：
% ?3 x0 `' i7 v+ u! X  c1，優(yōu)勢(shì)中的第二條，更換產(chǎn)品時(shí)候只需要更換夾持塊可完成夾具更換，那是不是可以理解，我每一款尺寸的材料都得配一個(gè)夾持塊？相比于三爪自定心卡盤，這個(gè)真的是優(yōu)勢(shì)嗎？
2，更改彈性?shī)A頭，不會(huì)出現(xiàn)崩刀和棒料轉(zhuǎn)動(dòng)位移，是因?yàn)榻佑|面大，那么原材料尺寸和直線度不好的這種情況，回轉(zhuǎn)離心力的問(wèn)題是怎么解決的？
( F  K$ A5 q" D& J+ T3，普通卡盤與這種彈簧夾頭卡盤相比，加持長(zhǎng)度能長(zhǎng)多少，料頭可以減少50-60,尾部棒料輸送機(jī)可以把材料一直送到不能加工為止嗎？

frinkpu

好辦法，這個(gè)屬于專用夾具，就加工那么幾種規(guī)格的零件還是可以的
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寶蓮燈

學(xué)習(xí)了

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老換型號(hào)就麻煩了，需要多規(guī)格夾具