小型弹簧内夹具的结构分析与改进（参考此文档）.pdf

叫工夹模 具卜 小型弹簧内夹具的结构分析与改进 海红轴承厂孙 崇会 杨兴平 车削内孔在娇以下的轴承内圈的 外径 端面 倒角和沟道 我厂 原来采用的 是内涨式心轴夹具 但因其刚性不足 定位 精度低 常影响加工质量及效率 为解决这 个问题 我犷设计制造了一种弹簧内夹气压 卡盘 经生产验证 这种夹具定心定位精度 高 装卸工件方便迅速 适于批 量 生产使 用 下面对新 旧夹具进行比较 重点对新 夹具作详细介绍 一 原夹具 的缺点 原夹具结构如图所示 其工作原理如 下 工件的夹紧是由机床给拉杆一个向 左轨向力 从而带动锥度心轴做轴向位移 使弹簧夹头涨开将工件定心并夹紧 工件 端面紧靠在弹簧夹头的止口上实现轴向定 位 卸工件时 机床给拉杆一个向 右 轴向 力 从而使弹簧夹头收缩 即可取下工件 螺钉 用于将整个夹具与机床主轴联接 这种夹具存在如下几个缺点 弹簧夹头外伸 刚性不足 径向跳动 大 加工 出来的工件壁厚差约超差 务 心轴与夹头 夹头与夹具体都采用锥 度配合 加工要求高 工艺性不好 夹紧 时 夹头的变形影响 了工件的轴向定位精 度 导致产品的平 行度或沟位置有部 分 超 差 由于夹具无定程限制 常出现工件还 未装上 而夹头却涨坏了 更换夹头须用铁棒敲打夹头 既破坏 了机床主轴精度 又延长了机床的中停 时 间 二 新夫具 的优点 新夹具结构如 图所示 它 由夹具体 弹簧夹头 定位环和拉杆四个主要部 分组成 工件的夹紧是由机床给拉杆一个轴 向力 带动夹头沿导向圆柱移动 使夹头涨 大 实现工件的定心并夹 紧 在夹紧的瞬 间 夹头带动工件向左移动 使工件端面紧 图心物式弹簧夹具 一拉杆一弹簧夹头一心抽 一工 件一螺钉 靠定位环端面 保证工件的轴向定位 精度 卸工件时 由机床给拉杆一个 相反轴向力 使夹头弹性收缩 即可 取下工件 与原夹具比较 新夹具有如下优 点 用 刚性较高的夹具体来支撑夹 头 定位环等零件 使整个夹具系统 刚性好 能承受较大外力 从而保证 其定位精度 将夹紧和轴向定位元件分开 提高了夹具的定心和轴向定位精度 夹具本身能够 限制行程 消除 口 一 口白 轴 承 辛辛裕扮丝护尸不 不 一下 门门 日日日日日日日日 一一 图弹簧 内夹气压卡 盘 一夹具体一定位环 一拉杆 一弹簧夹 头一工件一螺钉 了空卡 时夹头 的掉瓣现象 更换夹头方便 从而使机床主轴精度 得到保护 并提高了加工效率 三 夹头与定位环 新夹具中的定位环和夹头为更换件 也 是两个重要元件 在一定范围内更换定位环 和夹头 即可夹持不 同尺寸工件 下面分别 对夹头和定位环加以说明 用来制造夹头的材料 应具备强度高 弹性好与热处理变形小 常用的材料有 或等 夹头经热处理后 其头部夹 紧部分硬度要求为 尾部薄 壁部和导向部为 此外 夹 头的基本工作面应经过精磨 夹头锥度的大小对定心夹紧性能影响较 大 为此 我们取夹头上 的 锥 角 之半为 吕产 夹 具体上 锥 角 之半 角为 夹具体锥度小端先与夹头接触 增加了夹具 体外锥角与夹头内锥角之间的间隙 使夹头 在夹萦时有了一个可以变形的空间 保证夹 头与工件表面接触均匀 从而既消除了工件 表面的夹持痕迹 又可以延长夹头的使用寿 命 通常 为增加夹具刚度 在夹头的导向 部分与夹紧部分之间需设计成薄壁锥形 并 开三条直槽如图 这样的夹头 其损 坏往往发生在 由夹紧部分 到薄壁锥形的过渡 处即图 一 截面处 为避 免这 个问 题 我们在修改设计时 特在夹头的薄壁锥 形部分增开三条短槽如图所示 使夹 头的变形臂增大如图中变形起点由 截面移到 一 卫截面 从而 改善了夹 头 的掉瓣现象 图原是计的弹簧夹头 二 如图 所示 采用这 种配合 工件在 夹紧过程中 环 形接触面有加快 的趋势 同时 图新设计的弹黄夹 头 定位环经常与工件接触 易磨损而降低 定位精度 因此 为提高定位环工作表面的 耐磨性 一般常用工具钢淬硬至 或号钢淬硬至 淫 来 制造 此外 使用前还应对定位环端面进行 修光 四 新夹具的受力计算 轴向拉力的计算 轴承 鸽 夹具由定位环限制工件轴向位移 作用 在夹头上的轴向拉力用 下式计算 二 切 卯 式中 一工件的夹紧力 一夹爪的弹性变形力 一夹头锥角之半 甲 一夹头与工件之间的摩擦系 数 时 夹头夹爪受力如图所示 米 一夹头夹爪弯曲部分的厚度毫米 一夹头与工件间径 向间隙 之半毫 米 一由夹头夹爪中心至瓣根的距离毫 米 当 一 牛顿毫米 一 令 上式可简化为 一 丝匕架立二竺仁 牛顿 三瓣夹爪 伊 介一一 一人 牛顿 即 二 四瓣夹爪 凡 二艺 广诀卜 二 一 旦二 件全二仁 牛顿 耳 二 六瓣夹爪 二理 图抽 向拉力计算 弹性 变形 力的计算见图了 一 一 坐今 类 红 牛顿 即 二 一 兰卫丛 夹紧力 的计算如图 所示 式 中 王一每瓣夹爪所 占扇形角之半 一夹爪瓣数 一材料 弹性模数牛顿毫米 一夹头夹爪弯曲部分的 外径毫 过 脚 一 了丫万厂 下厂二 一 气幻 式中 一所需的夹紧力 牛顿 一安全系数 粗加工 二 精加工 二 一夹头和工件间的摩擦系数 干干干干 图弹性变形力计其 轴承 一切削力矩 牛顿 毫 米 刀一工件直 径 毫米 匹匹二 二乙 乙 厂厂 网网 份份份 卜卜 刁刁 尸 二一轴 向 切 削图夹紧力 计算 力牛顿 八 心囚 匕 小 五 新夹具 的加工精度分析 工件在新夹具中的定位基准与工艺要求 基本重合 所以 在加工过程中没有基准不 符误差产生 工件的轴向定位由定位 环 保 证 而定位环在使用前已用刀具修正 所 以 夹具的轴向定位误差为零工件的轴向 误差 完全取决于安装精度及机床主轴 精 度 工件的定心由夹头完成 夹头的内锥面 与夹具体外锥面环形接触 导向柱面各项径 向跳动误差为刃 使夹头的中心线绕锥面 接触环的中心线转动 被夹持的工件最外点 则向相 反方向偏转另外 导向部分的间隙 也会使工件一一夹头系统在切削力作用 下 向一边偏移 这两种偏移的总和为 十万才 工件被夹紧时 整个夹具 工件系 统 刚性加强 不考虑挠曲变形 则工件的误差 刁工 如图所示可用下式表示 勺 图 刁工 粤 万刁 乙 式中 工一工件 由于夹具误差影响 的径向 误差 一导向部分的间隙 刃刁一导向圆柱各次积累径向跳动 一导向部分至接触环处的轴 向 距 离 一工件最外端离开接触环处的轴 向 距离 从上式可以看 出 工件伸出越长即 越大 则径向误差也越大 一 上接第负 回转的平稳性 钢球挤靠时 新保持架的 轴承摩擦力矩 虽有增加 但增加量较小 折 算为摩擦系数 均不算大 上面的结果表明 采用新型保持架 可 以解决钢球卡滞 三 结束语 上面的理论分析与试验证明 在非整 体式滑动摩擦保持架中尤其是大型或特大 型轴承 且其工作状态为卧式或虽为立式 但放置位置可能经常有较大角度变化 不宜 用铜或其他弹性模量较大的刚性材料作保 持架 采用弹性模量较小 摩擦系数较 小 化学性能较稳定的非金属材料作 保持 架 在工作温度变化较大时 也应考虑其热 膨胀性的影响 在结构设计上 应根据情 况 选择合理的卸荷槽 轴承 油为基础油的脂 高速时选用低枯度合成油为墓础 油的脂 脂膜厚度估算公式为 二 一 式中 为基础油富油时理论油膜厚度 附图幅 表个 参考文献篇 主皿词汽车抽承寿命教据处理 汽车轴承行车寿命的评估 洛阳轴承厂赖 俊贤 轴承 年 第期 第 页 采用一种不规则的 不完全寿命试验数据处理 方法 解决汽车轴承行车试验中非疲劳损坏件的数 据问题 引入对疲劳损坏件序 一号的修正 得出最后 试验轴承的累积损坏概率值 以图估法确定汽车轴 承的行车寿命 附图 幅 表个 参考文献篇 主题词轴承钢热处理疲劳裂纹 热处理工艺对钢疲劳裂纹萌生和扩展的 影晌 哈尔滨工业大学刘北兴 冯晓曾 轴 承 年 第期 第页 淬火 回火温度对钢疲劳行为的影响如 下经正常温度淬火后 疲劳裂纹萌生循环数随 硬度升高而增大经高温淬火后 显著降低 且随 硬度升高而减小 疲劳裂纹扩展速率 随硬度 升高而加快 随晶粒尺寸增大而加快 大晶粒高硬 度的试样 裂纹主要沿原奥氏体晶界萌生及扩展低 硬度的试样裂纹均为穿晶扩展随着硬度降低 疲 劳断口的沿晶成分逐渐减少 附图幅 表个 主皿词球轴承动态检骏自动瀚盆 林 球轴承旋转精度自动两且仪 上海机械学院 陈昌尧 周小华 姜荣钧 轴承 年 第 期 第一页 本文介绍一种球轴承旋转精度自动测量仪的技 术指标与结构原 理 同时还通过六项误差分析 证 明该仪器的两个总误差才径与刁侧均小 于仪器规定 的精度指标 附图幅 主面词钢球抽样检验 钢球质抽检标准的制定 沈阳钢球厂张 炎 轴承 年 第期 第页 在钢球生产中 采 用百分比抽样方法检验整批 产品质量时 对批量大的产品要求过严 对批量小 的则过宽 难以保证一定的产品质量 这是很不合 理的 本文介绍查表 法计数一次抽检方案 重点介 绍了工序间产品转移抽检验收方案的制定方法 并 对日本钢球生产中工序间抽检标准作了初步分析 附表个 主题饲 润滑防锈油 妮 厂 一 皿质轴承润滑防姗油 洛阳轴承 研究所张世国 轴承 年 第期 第 一页 本文就 一 重质轴承润滑防锈油研究的 意义 油的配方及工艺作了介绍文 中列 出 了 一 重质轴承防锈油的防锈性能 润滑性 能 多种试验数据 表个 主题词弹赞夹头盯 小型弹簧内夹具的结构分析与改进 海红轴 承厂孙崇会 杨兴平 轴承 年 第期 第一页 本文介绍一种新设计的内涨式弹簧夹具的结 构 并通过新旧对比 指出新夹具具有定心定位精度 高 装卸工 件方便迅速 寿命长等优点 附图幅 主题询特大型轴承故障 特大型四点接触球轴承卡滞现象的 消除方法 航天部二院所攻关组 轴承 年 第期 第 页 由于工作状态与非工作状态的放置 方 式的不 同 特大 型四点接触球轴承在从卧式转换为立式 时 经常出现回转卡滞 影响该轴承正常运转 本文 通过理论分析与试验 提出了消除这种卡滞现象的 临时措施与根除方法 附图幅 表个 主题词套圈端面磨削烧伤 引 中大型套端面磨削烧伤的消除 哈尔滨轴 承厂刘玉 民 轴承 年 第期 第页 主题词辗扩表面 提离辗压件内表面质皿的