彈性夾具在軸承磨床中的應用
2021-9-16 來源：濮陽技師學院，濮陽市科技咨詢服務 作者：王玉峰 陳亞兵 王曉慶
摘要：針對鐘形殼的特點 ，提出了彈性夾具在軸承磨床中的應用 。詳細介紹了幾種鐘形売所用彈性夾具的設計。采用彈性夾具可以方便地在機床上實現鐘形殼的定位與夾緊， 從而實現鐘形売的諸如內球面的磨削 。該應用具有很強的實用性 。
關鍵詞：彈性夾具；鐘形殼 ；定位夾緊 ；磨削
1、前言
鐘形殼是為配套汽車及叉車轉 向器所生產的系列產品 ，其形狀變化多，尺寸差別大。有帶柄的和不帶柄的；有球頭的和圓柱頭的 ；內球面直徑范圍為Ｓ４＞ 50 -160ｍ 磨削寬度20-85ｍ ；定位外徑080-200ｍ ，工件總長度最長達到570ｍ 。 根據以上情況 ，我們自行設計了滿足軸承精度等級的彈性夾具 。
圓柱或圓維外形的軸承套圈的磨削通常采用電磁無心夾具 ，而對于帶柄的鐘形 殼軸承來說 ，無法采用電磁無心 夾具進行定位與夾緊。 定心夾具在高精度磨床上使用需要解決好兩個主要問題 ：
一是如何保證鐘形殼加工內球面和鐘形殼使用中的裝配基準面的同軸 問題 ； 二是在磨削抗力作用下保持鐘形殼工件旋轉的穩定不變。
經過大量的生產實踐檢驗 ， 我們設計開發的“ 彈性夾具”能很好地解決鐘形殼內球 面磨削裝夾問題 。結合現有常用鐘形殼工件類型以及不同形態的鐘形殼的基準面特征，我們精心設計了不同的定位面及夾緊方案。 在基本結構相似 、 基本功能相同 、基本原件共用的基礎上 ，我們開發出了五種具體的應用模式 ，既增強了實用性，也兼顧了零件的通用性 ，簡化了結構 ，也降低了企業的應用成本 ，提高了工人使用的自主性和積極性 。
2、彈性夾具的結構
圖1-5是針對不同鐘形殼工件的結構特征專門設計的彈性夾具。 其中連接盤連接在空心的工件軸上 ， 從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時隨工件軸做旋轉運動 ；連接座是彈性夾具的座體 。 夾具座內 表面 的錐面與 彈性夾頭的錐面相配合， 保證工件 的夾緊定位準確 ；拉盤卡在彈性夾頭上 ，通過等高導 向套與拉板連接 ；拉板又與拉套連接 ， 拉套連接著 回 轉油缸 ， 通過固定在工件軸上 的回 轉油缸 的伸、縮動作，帶動拉套 、拉板 、等 高導 向 套 、拉 盤和 彈性夾頭完成松 、緊的動作 ；端面定位用于保證工件在夾緊時的定位準確 ；夾緊工藝環用于工件定位端比夾緊部位直徑大時的情況 ，保證工件也能夠安裝進去 。
具體情況如下 ：
圖１不帶柄的圓柱形工件的定位與夾緊 ，方法是鐘形殼后端面定位 、夾持圓柱面 。其中連接盤1連接在空心的工件軸上 ，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時隨工件軸做旋轉運動 ；連接座2是彈性夾具 的座體； 夾具座 ３ 內表而的錐面與彈性夾頭 4 的 錐而相配合，保證工件的夾緊定位準確 ；拉盤5卡在彈性夾頭4上 ，通過等高導向 套 6與拉板7連接 ； 拉板7又與拉套9連接 ， 拉套9連接著回轉油缸 ，通過固定在工件軸上的回轉油缸的伸、縮動作 ， 帶動拉套 ９ 、拉板7、 等高導 向套6 、拉盤 5 和彈性夾頭 4 完成松、緊的動作 ； 端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準確。
圖1 彈性夾具簡圖-不帶柄的圓柱形工件
圖2帶柄的球頭形工件的定位與夾緊 ，方法是在球頭的端面定位、夾持外球面。 其中連接盤1連接在空心的工件軸上 ，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時隨工件軸做旋轉運動 ；連接座2是彈性夾具 的座體 ； 夾具座 ３ 內表面的錐面與彈性夾頭4的 錐面相配合，保證工件的夾緊定位準確 ； 拉盤5卡在彈性夾頭4上 ， 通過等高導向套6與拉板7連接； 拉板7又與拉套9連接 ， 拉套9連接著9回轉油缸 ， 通過 固定在工件軸上的回轉油缸的伸 、縮動作 ， 從而帶 動拉套9 、
拉板7、等高導 向套6、拉盤5和彈性夾頭4完成松 緊的動作 ；端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準確。
圖2 彈性夾具簡圖－短柄＋球面工件
圖３帶柄的球頭形工件的定位與夾緊，方法是在柄 的端面定位 、夾持外球面。 其中連接盤1連接在空心的工件軸上 ，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削時隨工件軸做旋轉運動 ；連接座2是彈性夾具的座體 ； 夾具座 ３ 內 表面的錐面與彈性夾頭4的錐面相配合 ，保證工件的夾緊定位準確 ；拉盤 5卡在彈性夾頭4上，通過等髙導 向套 6與拉板7連接； 拉板7又與拉套9連接 ，拉套9連接著回轉油缸，通過固定在工件軸上的回轉油缸的伸、縮動作， 帶動拉套 ９、拉板7、 等高導向套 6、拉盤5和 彈性夾頭4完成松、緊的動作 ；端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準確 。
圖3 彈性夾具簡圖－長柄＋球面工件
圖４帶柄的球頭形工件的定位與夾緊 ，方法是在球頭的端面定位、夾持球頭端的圓柱面。其中連接盤1連接在空心的工件軸上，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨 削時隨工件軸做旋轉運動 ；
連接座2是彈性夾具的座體 ；夾具座3 內表面的錐面與彈性夾頭4的錐面相配合，保證工件的夾緊定位準確 ；拉盤5卡在彈性夾頭4上 ，通過等高導向 套6與拉板7連接 ；拉板7又與拉套 9連接 ，拉套9連接著回轉油缸 ， 通過 固定在工件軸上的回轉油缸的伸、縮動作，帶動拉套9、拉板7、等高導向套6、拉盤5和 彈性夾頭4完成松、緊的動作 ； 端面定位8用于保證工件在夾緊時的定位準確 。
圖4 彈性夾具簡圖－短柄＋圓柱面工件
圖5不帶柄的臺階形且夾持外徑小于定位面外徑工件的定位與夾緊 ，方法是端面定位、通過夾緊工藝環夾持工件的圓柱面。其中連接盤1連接在空心的工件軸上，從而帶動整個夾具及所夾持工件使其在磨削 時 隨工件軸做旋轉運動 ；連接座2是彈性夾具的座體 ；夾具座 3 內 表面的錐面與 彈性夾頭4 的錐面相配合，保證工件的夾緊定位準確 ； 拉盤5卡在彈性夾頭4上 ， 通過等高導向套6與 拉板7連接 ； 拉板7又與拉套9連接，拉套9連接著回轉油缸 ， 通過固 定在工件軸上 的回轉油缸的伸、 縮動作 ，帶動拉套9、 拉板7、等高導 向套6、 拉盤5 和彈性夾頭4完成松 、緊的動作；端面定位8用于保證工件在夾緊時的 定位準確 ； 夾緊工藝環10用于工件定位端 比夾緊部位直徑大時的情況，保證工件也能夠安裝進去。
通過如圖1-5所示的幾種彈性夾具的應用可見 ，采用更換少數工裝件（如端面定位8）的方法適合工件形狀變化多，尺寸差別大的狀況，可實現工件的快速可靠定位 ，保證一次裝夾成功。
圖5 彈性夾具簡圖－不帶柄＋臺階圓柱面工件
3、應用及效果
該夾具主要應用在數控鐘形殼內球面磨床上 。采用該彈性夾具夾緊工件 ，保證了數控磨床在加工汽車及叉車轉 向器用鐘形殼時夾持快速、定位準確 、性能可靠 ，使產品達到了精度要求且質量穩定 。該類鐘形殼是某軸承廠為配套汽車及叉車轉向器所生產的系列產品 ，技術應用效果良好 ，受到了客戶的廣泛好評。
4、 結束語
文中所述夾具及機床的開發為解決該類配套汽車及叉車轉向器的鐘形殼系列產品的加工提供了解決方案和設備 ，達到了國外同類裝備的加工精度 ，在國內屬于領先地位 ，為 我國汽車零部件產品的國產化做出了貢獻 。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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