车床通用外圆定位夹具分析

在数控车削加工中,粗加工、半精加工的精度要求不高时,可利用工件或毛坯的外圆表面定位。
(1)三爪卡盘
三爪卡盘是最常用的车床也是数控车床的通用卡具。三爪卡盘最大的优点是可以自动定心。它的夹持范围大,但定心精度不高,不适合于零件同轴度要求高时的二次装夹。
三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘装夹迅速、方便,但夹持范围小,尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。数控车床经常采用液压卡盘,液压卡盘特别适用于批量加工。
(2)软爪
由于三爪卡盘定心精度不高,当加工同轴度要求较高的工件、或者进行工件的二次装夹时,常使用软爪。通常三爪卡盘的卡爪要进行热过处理,硬度较高,很难用常用刀具切削。软爪是改变上述不足而设计制造的一种具有切削性能的夹爪。
加工软爪时要注意以下几方面的问题:
1)软爪要在与使用时相同的夹紧状态下进行车削,以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。车削软爪内定位表而时,要在软爪尾部夹一适当的圆盘,以消除卡盘端面螺纹的间隙。
2)当被加工件以外圆定位时,软爪夹持直径应比工件外圆直径略小。其目的是增加软爪与工件的接触面积。软爪内径大于工件外径时,会造成软爪与工件形成三点接触,此种情况下夹紧牢固度较差,所以应尽量避免。当软爪内径过小时,会形成软爪与工件的六点接触,不仅会在被加工表面留下压痕,而且软爪接触面也会变形。这在实际使用中都应该尽量避免。
软爪有机械式和液压式两种。软爪常用于加工同轴度要求较高的工件的二次装夹。
(3)卡盘加顶尖
在车削质量较大的工件时,一般工件的一端用卡盘夹持,另一端用后顶尖支撑。为了防止工件由于切削力的作用而产生的轴向位移,必须在卡盘内装一限位支撑,或者利用工件的台阶面进行限位。此种装夹方法比较安全可靠,能够承受较大的轴向切削力,安装刚性好,轴向定位准确,所以在数控车削加工中应用较多。
(4)芯轴和弹簧芯轴
当工件用已加工过的孔作为定位基准时,可采用芯轴装夹。这种装夹方法可以保证工件内外表面的同轴度,适用于批量生产。芯轴的种类很多。常见的芯轴有圆柱芯轴、小锥度芯轴,这类芯轴的定心精度不高。弹簧芯轴(又称涨心芯轴),既能定心,又能夹紧,是一种定心夹紧装置。
(5)弹簧夹套
弹簧夹套定心精度高,装夹工件快捷方便,常用于精加工的外圆表面定位。它特别适用于尺寸精度较高、表面质量较好的冷拔圆棒料的夹持。它夹持工件的内孔是规定的标准系列,并非任意直径的工件都可以进行夹持。
(6)四爪卡盘
加工精度要求不高、偏心距较小、零件长度较短的工件时,可以采用四爪卡盘进行装夹,如图3-12所示。四爪卡盘的四个卡爪是各自独立移动的,通过调整工件夹持部位在车床主轴上的位置,使工件加工表面的回转中心与车床主轴的回转中心重合。但是,四爪卡盘的找正烦琐费时,一般用于单件小批生产。四爪卡盘的卡爪有正爪和反爪两种形式。
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