可精確調(diào)整中心高角鐵的應(yīng)用
呂創(chuàng)新
摘要：本文針對(duì)醫(yī)用器械¬¬¬¬¬¬—碎石機(jī)蝸桿軸承座在車床上加工時(shí)，底面到軸承孔軸線的中心高精度高，裝夾校正費(fèi)時(shí)，加工精度難保證等困難問題，自行設(shè)計(jì)制造一個(gè)可精確調(diào)整中心高尺寸的角鐵夾具，它定位精確，裝夾牢固，拆裝方便，減少了加工過程中裝夾校正時(shí)間。保證了軸承座此工件的位置精度和尺寸精度。
關(guān)鍵詞：軸承座 角鐵 定位 裝夾
前 言
塑機(jī)廠生產(chǎn)的產(chǎn)品除擠塑機(jī)外，還要對(duì)外來機(jī)械設(shè)備的零配件進(jìn)行加工，其中醫(yī)療機(jī)械—碎石機(jī)的一個(gè)零件，蝸桿軸承座，是由車床來完成軸承孔的加工的，如圖1-1，
 

 

圖1-1

這個(gè)軸承座是用來支承蝸桿軸兩端的軸承位置。而蝸桿與蝸輪的旋合傳動(dòng)，帶動(dòng)了碎石機(jī)上的一對(duì)激光頭擺動(dòng)，正確對(duì)準(zhǔn)人體內(nèi)結(jié)石位置進(jìn)行激光碎石。在裝配調(diào)試過程中，激光這激光頭不能對(duì)準(zhǔn)某一試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行激光切割，經(jīng)反復(fù)調(diào)節(jié)試驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)造成這種結(jié)果的原因是：
1、兩軸承座等高中心距離精度差；
2、單一軸承座軸承孔的中心線與底面平行度精度達(dá)不到要求。
這樣導(dǎo)致了蝸桿與蝸輪傳動(dòng)中的中心距偏差，兩軸心線垂直度也超過公差，最終原因是加工軸承座的裝夾不合理。不能簡(jiǎn)單地靠劃線后在四爪卡盤上進(jìn)行安裝車削，而使軸承座的尺寸精度和位置精度達(dá)不到要求。
在裝配調(diào)試碎石機(jī)的同時(shí)，原軸承座的加工已經(jīng)差不多完成，因裝夾不合理的緣故，加工好的這批軸承座已成為廢品，僅在裝夾這一環(huán)節(jié)只用1分鐘時(shí)間就能完成，保證了產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到要求，而且又按時(shí)完成生產(chǎn)任務(wù)，生產(chǎn)效率大大提高。

 

 

圖1-2可精確調(diào)整中心高的角鐵夾具
1、角鐵 2、圓柱定位銷 3、鎖緊螺釘 4、卡爪 5、夾緊絲桿 6、拉桿 7、鎖緊螺母 8、錐套法蘭 9、夾具體
10、固定螺釘11、專用心軸 12、絲母 13、微調(diào)絲桿 14、削邊定位銷

一、可正確調(diào)整中心高的角鐵的基本技術(shù)要求
1、夾具裝在車床主軸上，裝拆方便，定位準(zhǔn)。夾具的錐套法蘭是夾肯與車床主軸的聯(lián)接部分，錐套法蘭的外錐面與車床主軸的錐孔配合，使錐套法蘭的中心線與車床主軸的中心線重合，同時(shí)，錐面配合可傳遞很大的扭矩，在一定的切削力作用下，夾具與主軸不會(huì)產(chǎn)生圓周滑動(dòng)。滿足了夾具在機(jī)床上有正確位置的要求。
2、工件在夾具上裝夾，定位準(zhǔn)，裝拆方便。軸承座裝在角鐵平面上，角鐵平面與錐套法蘭的軸心平行，夾緊裝置卡爪沿著夾具在徑向移動(dòng)，且夾緊力的方向垂直于定位面——角鐵平面，使得工件在夾具中有了正確的定位。
3、可精確調(diào)整中心高的角鐵，適用于不同中心高的軸承座及其它帶有底座的偏心工件加工，只要調(diào)整角鐵平面與車床主軸軸線間的距離滿足中心高尺寸精度要求，更換定銷，即可進(jìn)行加工，故生產(chǎn)過程中，適用范圍廣，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)上述的基本技術(shù)要求，制造一個(gè)可精確度調(diào)整中心高的角鐵夾具，已基本上可以滿足加工軸承座的工藝及精度要求。
二、可精確調(diào)整中心高的角鐵夾具的制作
1、夾具材料的選擇
1）錐套法蘭承受一定的扭距，夾具體在精確調(diào)整中心高時(shí)，起導(dǎo)向定位作用，要求耐磨性要好，所以選用球墨鑄鐵這種材料，其抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性與相應(yīng)組織鑄鋼差不多，而且切削性能好，且具有很好的減振性。
2）定位銷直D=10mm，材料選用碳素工鋼T8經(jīng)熱處理至55～60HRC。
3）卡爪與角鐵材料選用球墨鑄鐵，調(diào)整角鐵及夾緊卡爪的絲桿材料用45鋼，絲母用可鍛鑄KT30～6緊固螺釘用45鋼。
2、夾緊卡爪絲桿直徑的確定
1）加工鑄鐵時(shí)主切削力的近似計(jì)算
Fz≈1000ap.f
≈1000Х15Х0.20
≈3000(N)
Fz—主切削力，N；
ap切削深度，mm；
f—進(jìn)給量，mm/r
因?yàn)檩S承座的軸承孔徑為Ф40mm，加工工步：（1）先用Ф30的鉆頭鉆孔，（2）車到圖紙要求的尺寸；則取切削深度為最大值15mm；進(jìn)給量選用f=0.20mm/r。
2）為了使在切削力Fz的作用下，工件可靠地固定在夾具中，夾緊絲桿須受拉力Q

查手冊(cè)知M22螺紋的小徑d1=19.29mm ，符合強(qiáng)度要求，所以取M22螺栓合用。
微調(diào)絲桿起微調(diào)作用后，用螺釘緊固在法蘭上，相比夾緊用絲桿受力較小，所以它的直徑取M18。
3、夾具的制作工藝
如圖1-3，錐套法蘭經(jīng)用砂型鑄造方法鑄造出毛坯，然后在C6140普車上先粗加工，再進(jìn)行精加工，先精加工莫氏6號(hào)外錐后，再車好法蘭平面和定位圓K保證了錐套法蘭的軸心線與車床主軸的軸心重合，達(dá)到同軸度要求，首先保證了夾具在機(jī)床上的正確位置。
 

夾具體是一個(gè)長(zhǎng)方體形的球墨鑄鐵，如圖1-4，它的加工過程，先在創(chuàng)床上粗創(chuàng)六個(gè)平面，后在磨床上精磨出E與H兩個(gè)平面，使這兩個(gè)平面的平行度達(dá)到精度要求，再將夾具裝夾在車床上加工出定位面G以及定位圓，使G面與定位圓軸心線的垂直達(dá)到精度要求，夾具體裝
 

在錐套法蘭上，夾具體的定位圓與錐套法蘭的定位圓K配合，G面又緊壓在錐套法蘭面上，然后用八顆螺釘緊固。
角鐵如圖1-5，角鐵平面做為裝夾工件的定位面，另外一個(gè)M面與錐套法蘭面接觸，角鐵的矩形槽與夾具體配合，在角鐵的定位面上，裝有一個(gè)圓柱定位銷和一個(gè)削邊定位銷，組成一個(gè)兩孔一面的組合定位，平面限制三個(gè)自由度，圓柱定位銷限制兩個(gè)自由度，削邊銷限制一個(gè)自由度，符合六點(diǎn)定位規(guī)則，使工件在夾具中的位置完全確定。
 

夾緊裝置是一個(gè)V形鐵，它的結(jié)構(gòu)與角鐵基本相似，其矩形槽與夾具體配合，通過固定螺釘裝配在錐套法蘭上，V形鐵后面固定一絲母，絲母與夾緊絲桿配合，當(dāng)工件定位后，旋轉(zhuǎn)絲桿后絲母就帶動(dòng)V形鐵移動(dòng)壓緊工件，而且壓緊力垂直于角鐵平面。
通過上述的制作工藝過程，工件在夾具中有了正確的定位，而且夾具在車床上也有了正確的位置，使工件的加工精度得到保證。
三、利用可精確調(diào)整中心高的角鐵裝夾軸承座的操作方法
1、夾具的調(diào)整
通過錐套法蘭的外錐莫氏6號(hào)與車床主軸內(nèi)孔的莫氏6號(hào)配合，把可精確調(diào)整中心高的角鐵平具裝在車床上，利用拉桿固定好夾具。在夾具的錐套法蘭的錐孔中裝入一根預(yù)先制好的專用心軸，再用量塊測(cè)量心軸和角鐵平面的之間距離，測(cè)量值h可按下式計(jì)算：
h=H－D/2
式中
h=量塊尺寸（mm）
H¬—工件孔的中心高（mm）
D—專用心軸直徑的實(shí)際尺寸（mm）
這時(shí)將角鐵的固定螺釘鎖緊，則角鐵平面做為裝夾工件的定位面已調(diào)試完畢，后將專用心軸取出。
2、軸承座的裝夾
軸承座的加工軸承孔位前，已將底面和固定用的孔加工好了。底面作為加工軸承孔的定位面裝在角鐵的平面上，利用卡爪的V型鐵壓在軸承座上面，使其固定在夾具上，不需任何校正，就可進(jìn)行切削加工。
設(shè)計(jì)制造出的可精確調(diào)整中心高的角鐵夾具，不僅保證了加工精度，而且改善了操作條件，減少了裝夾校正時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，其經(jīng)濟(jì)效益見下表：

可精確調(diào)整中心高的角鐵夾具，不僅僅適用加工軸承座，由于角鐵平面相對(duì)于車床主軸軸線的距離可以精確微調(diào)來實(shí)現(xiàn)，所以還可適用于不同中心高的軸承座，或者是帶有底座，需要加工底座上的回轉(zhuǎn)面等異形零件。
結(jié)論：
通過對(duì)可精確調(diào)整中心高的角鐵夾具的設(shè)計(jì)制造及應(yīng)用，不僅保證了軸承座加工精度，而且能把以前錯(cuò)誤生產(chǎn)損失的時(shí)間搶了回來，沒有耽誤碎石機(jī)裝配時(shí)間，同時(shí)也為湛江高技爭(zhēng)了光，迎得產(chǎn)品單位的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)及資料
1、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》王光計(jì)、王春福主編；上海科學(xué)技術(shù)出版社；
2、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》薛原順主編；機(jī)械工業(yè)出版社；
3、《車工工藝》勞動(dòng)部培訓(xùn)組織編寫；中國(guó)勞動(dòng)出版社1990年
4、《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社; 2010年
5、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)機(jī)械工業(yè)出版社;2004年
 

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