張麗君,劉 瑩
(中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 研發(fā)中心,黑龍江 哈爾濱150036)
我公司近兩年購(gòu)進(jìn)數(shù)控車床,數(shù)控車床自動(dòng)化程度高,加工精度高,具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量,可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng),能加工形狀復(fù)雜的零件,生產(chǎn)效率是普通車床的3~5倍。數(shù)控車床使用三爪夾具車削軸承套圈,這種夾具夾緊變形大,有時(shí)橢圓、棱圓達(dá)不到車工藝要求,為此設(shè)計(jì)了能夠自動(dòng)調(diào)心的夾具應(yīng)用在數(shù)控車床上,設(shè)計(jì)φ80~120調(diào)心夾具、φ120~160調(diào)心夾具。使用調(diào)心夾具進(jìn)行車加工,滿足車工藝技術(shù)要求。調(diào)心夾具夾緊變形小,棱圓、橢圓達(dá)到車工藝要求,提高車加工造型質(zhì)量,提高產(chǎn)品車加工尺寸、幾何精度,保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。
數(shù)控車床使用三爪夾具車削軸承套圈(見(jiàn)圖1),是由一個(gè)夾盤體1、三個(gè)T型塊2、三個(gè)夾爪塊3、緊固螺釘4組成,簡(jiǎn)稱為三爪夾具。
圖1 三爪夾具
工作原理:將T型塊安裝在夾盤體T型槽內(nèi),三爪夾塊齒與夾盤體齒咬合通過(guò)緊固螺釘將其連接起來(lái),根據(jù)工件外徑的大小將三個(gè)夾爪塊的位置定好,通過(guò)液壓和氣動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)夾盤實(shí)現(xiàn)夾緊工件和松開(kāi)工件。在車削軸承套圈過(guò)程中,三爪夾具夾緊可靠,夾緊力較大,由于軸承套圈壁厚比較薄,夾緊易產(chǎn)生彈性變形(見(jiàn)圖2),三點(diǎn)夾緊軸承套圈外圓車削內(nèi)圓。
圖2 套圈彈性變形
卸掉夾緊后,軸承套圈內(nèi)圓產(chǎn)生彈性變形,因此棱圓度、橢圓度達(dá)不到車工藝要求,對(duì)以后各工序的加工造成不同程度的復(fù)映誤差,影響加工精度,有的誤差無(wú)法消除,造成人力、物力和工時(shí)浪費(fèi)及經(jīng)濟(jì)損失。
為保證產(chǎn)品質(zhì)量,更好地發(fā)揮數(shù)控車床高精度車削的優(yōu)勢(shì),經(jīng)過(guò)深入探討和研究設(shè)計(jì)了φ80~120調(diào)心夾具、φ120~160調(diào)心夾具(見(jiàn)圖3)。
圖3 調(diào)心夾具
是由T型塊1、夾爪體2、螺栓3、外夾爪4、頂銷5、調(diào)心螺栓6、螺栓7、夾爪塊8、定位9構(gòu)成,使用時(shí)三套組成一對(duì)裝在夾盤的T型槽上。每一個(gè)夾爪體有兩個(gè)夾爪塊與工件接觸,三個(gè)夾爪體共六個(gè)接觸點(diǎn),均布在套圈外徑的圓周上,當(dāng)夾爪上的兩點(diǎn)受力不均時(shí),夾爪體通過(guò)調(diào)心螺栓和兩個(gè)頂銷來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng),使兩個(gè)接觸點(diǎn)的作用力趨于平衡,起到自動(dòng)調(diào)心作用,稱為調(diào)心夾具。因此,使用這種調(diào)心夾具夾緊工件時(shí),利用可調(diào)心結(jié)構(gòu),六點(diǎn)夾緊工件,套圈圓周上所受的夾緊力較均衡,套圈變形小, 套圈幾何精度好,這是它的最大優(yōu)點(diǎn)。另外,夾具磨損后,不需要整體更換,只需更換六個(gè)夾爪塊,夾爪塊用料小,加工容易,降低成本。夾爪塊與套圈接觸面積穩(wěn)定,可達(dá)最大,減少套圈表面凹凸不平對(duì)中心定位精度的影響,因而套圈中心定位精度較高。
在生產(chǎn)分廠對(duì)數(shù)控車床調(diào)心夾具進(jìn)行第一次試驗(yàn),切削工件BT82.02為例,工件壁厚7.9mm,切削內(nèi)徑φ81.2±0.07,機(jī)床轉(zhuǎn)速n=300r/min,切削速度v=76.4m/min,進(jìn)給量f=0.2mm/r。在夾緊力和切削參數(shù)不變的情況下:
使用三爪夾具:平均橢圓0.0232mm,平均棱圓0.0784mm,平均壁厚0.636mm。
使用調(diào)心夾具:平均橢圓0.02mm,平均棱圓0.02mm,平均壁厚0.305mm。
通過(guò)試驗(yàn),數(shù)據(jù)表明調(diào)心夾具比三爪夾具加工工件的棱圓、壁厚精度提高一倍。
第二次試驗(yàn),切削工件為薄壁隔圈(如圖4),切削內(nèi)徑。
圖4 薄壁套圈
機(jī)床轉(zhuǎn)速n=400r/min,切削速度v=139.1m/min,進(jìn)給量f=0.15mm/r。
(1)壓力59N/cm2,使用三爪夾具:平均橢圓0.11mm,平均棱圓1.03mm,
使用調(diào)心夾具:平均橢圓0.053mm,平均棱圓0.44mm。
(2)壓力39N/cm2,使用三爪夾具:平均橢圓0.075mm,平均棱圓0.44mm,
使用調(diào)心夾具:平均橢圓0.025mm,平均棱圓0.27mm。
通過(guò)試驗(yàn),數(shù)據(jù)表明調(diào)心夾具比三爪夾具加工工件的橢圓、棱圓精度提高近一倍,有效提高軸承套圈車加工質(zhì)量,為磨加工打好基礎(chǔ)。
調(diào)心夾具更換件加工容易、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用且換件時(shí)更方便、快捷,使用效果好。
通過(guò)以上的比較,調(diào)心夾具結(jié)構(gòu)比較合理,更換件節(jié)約原材料,經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證,提高產(chǎn)品精度一倍。提高了產(chǎn)品質(zhì)量,使用效果好。今后繼續(xù)擴(kuò)大調(diào)心夾具的使用范圍,及時(shí)改進(jìn),充分利用好數(shù)控車床高精度、高效率車削的優(yōu)勢(shì),為企業(yè)多做貢獻(xiàn)。