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把普通卡盤改造為彈性夾具的方法

[復(fù)制鏈接]
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發(fā)表于 2023-2-17 14:21:26 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
在利用數(shù)控車床車制軸承滾子時,機床自帶夾具存在一定的問題: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,出現(xiàn)夾緊力不足,造成刀具和夾具損壞等問題。為此經(jīng)過實際分析,決定將自帶夾具改造為彈性夾具。
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一、原有夾具存在的問題
車床主要車制軸承滾子,車床原設(shè)計自帶夾具為普通楔式中空液壓動力三爪夾盤,如下所示。

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▲ 液壓動力三爪夾盤

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此種夾盤通過中空拉桿在油壓的作用下推動連接盤向上運動,滑塊隨之運動,把力傳遞給夾爪,擠壓夾爪沿滑道運動,夾緊工件;當(dāng)中空拉桿在另一側(cè)油壓的作用下推動連接盤向下運動時,帶動夾爪背向圓心運動,也就是張開夾爪。
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▲ 液壓夾緊機構(gòu)
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為了減少料頭,提高材料的利用率,該設(shè)備設(shè)計棒料長度3m。棒料依靠料架、導(dǎo)向套的支撐,進入回轉(zhuǎn)油缸,通過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,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,同時工件所受的切削力也增加,夾爪夾緊力就會不足,常常發(fā)生棒料轉(zhuǎn)動和向后位移,造成滾子廢品。

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▲ 料架和導(dǎo)向套支撐棒料機構(gòu)
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為解決夾緊力不足的問題,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,但同時會出現(xiàn)夾傷棒料表面、動力夾盤壓蓋變形、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,只能通過降低轉(zhuǎn)速或縮短料棒的長度(由3m變?yōu)?m)來滿足工作需要,大大降低了生產(chǎn)效率或材料利用率。
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二、三爪夾盤的改進
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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,擴大其滾子加工范圍(車制滾子直徑增加至Φ64mm之內(nèi)),對車床自帶夾具進行了改進。
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▲ 彈性夾具結(jié)構(gòu)
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改進后的夾具取消了原有普通液壓三爪夾盤,重新設(shè)計制造了彈性夾具。新設(shè)計的夾具主要由彈簧套夾頭、夾持環(huán)、夾持塊、夾具體、過渡盤、料管、安全防護罩等部件組成。安裝步驟如下所示。
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▲ 彈性夾具安裝步驟
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三、彈性夾具的工作原理6 u7 \- }/ r0 r* X' ^  d, Y2 Z
通過過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),并與料管通過螺紋連接在一起,夾持環(huán)安裝在彈簧夾頭上,通過夾持環(huán)來定位彈簧套夾頭,以便對夾持塊進行精車調(diào)整,達(dá)到對棒料外圓的定位夾緊,精車完成后,取下夾持環(huán)。

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彈性夾具的夾持塊的內(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,增大對棒料的夾緊力,防止棒料發(fā)生轉(zhuǎn)動和向后位移,夾持塊的外徑為標(biāo)準(zhǔn)尺寸,其余部件都設(shè)計成通用工件。加工不同直徑滾子時,只需要更換不同型號的夾持塊,便可實現(xiàn)對不同產(chǎn)品的裝夾加工。更換夾持塊方便快捷。
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四、彈性夾具的對比優(yōu)勢  h2 G$ \& W$ d$ `) ^$ Z( F& r8 j$ }
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)計簡單,制作方便,更換產(chǎn)品時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,不會出現(xiàn)崩刃和棒料轉(zhuǎn)動以及位移現(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、刀具時常損壞等問題;
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4.改成彈性裝夾后,設(shè)備的加工范圍由原來的直徑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,由于球面曲率大,加工倒角和球面曲率時,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,需要通過兩次進刀,減小切削力,來消除倒角處產(chǎn)生的振紋;
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6.由于彈性夾具夾緊力增大,棒料的料頭長度也大幅度縮短,與原來相比,每根棒料的料頭長度縮短了50~60mm,有效節(jié)約了原材料;
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7.由于彈性夾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。
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發(fā)表于 2023-2-17 16:10:36 | 只看該作者
好文章。。。。。。不過我沒看懂。
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發(fā)表于 2023-2-20 10:46:05 | 只看該作者
是依靠錐面把夾持環(huán)和夾持塊壓緊嗎?批量的話確實可以,對于一些復(fù)雜零件車序需要分工步加工,還需要多配幾對夾持塊才行
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發(fā)表于 2023-2-22 09:12:43 | 只看該作者
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機床+自動化從業(yè)者路過,有幾個不明白的地方想請教一下樓主:6 Z% x2 f, U, e' s1 Y, W4 ?
1,優(yōu)勢中的第二條,更換產(chǎn)品時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夾持塊?相比于三爪自定心卡盤,這個真的是優(yōu)勢嗎?
# u5 {0 [- Y1 d% q2,更改彈性夾頭,不會出現(xiàn)崩刀和棒料轉(zhuǎn)動位移,是因為接觸面大,那么原材料尺寸和直線度不好的這種情況,回轉(zhuǎn)離心力的問題是怎么解決的?
* U. g0 @% P% @" z3,普通卡盤與這種彈簧夾頭卡盤相比,加持長度能長多少,料頭可以減少50-60,尾部棒料輸送機可以把材料一直送到不能加工為止嗎?
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5#
發(fā)表于 2023-2-26 16:36:16 | 只看該作者
好辦法,這個屬于專用夾具,就加工那么幾種規(guī)格的零件還是可以的
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發(fā)表于 2023-2-28 14:59:37 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了
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發(fā)表于 2023-3-30 08:17:47 | 只看該作者
老換型號就麻煩了,需要多規(guī)格夾具
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