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1、機床夾具設(shè)計第3章 分度裝置設(shè)計,南通職業(yè)大學(xué)機械工程系 數(shù)控技術(shù)教研室,分度裝置的結(jié)構(gòu)和類型。 分度對定機構(gòu)及控制機構(gòu)的設(shè)計。 分度裝置的應(yīng)用。 分度精度的分析。,第3章 分度裝置設(shè)計,,本章要點,如圖3.1所示,法蘭盤零件在本工序中鉆410mm孔??缀投嗣娴绕渌砻嬖谇懊婀ば蛑幸鸭庸ね瓿?。工件材料為HT250,毛坯為鑄件,中批量生產(chǎn)。,3.1 工作場景導(dǎo)入,圖3.1 法蘭盤零件工序圖,加工要求: (1) 410mm孔為自由尺寸,保證一次鉆削加工。 (2) 410mm孔軸線在直徑為106mm的圓周上均勻分布。 (3) 保證410mm孔軸線在R10mm的圓弧面中間,并且410mm孔軸線與端面垂
2、直。 本任務(wù)設(shè)計法蘭盤零件鉆410mm孔鉆床夾具的裝夾方案和分度裝置。,3.1 工作場景導(dǎo)入,,3.2.1 分度裝置的結(jié)構(gòu)和主要類型 1. 概述,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.2 常見的等分表面,圖3.3所示為帶有回轉(zhuǎn)分度裝置的車床夾具,可車削柱塞泵分度圓盤上七個等分孔,如圖3.4所示。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.3 帶有回轉(zhuǎn)分度裝置的車床夾具,1彈簧; 2對定銷; 3本體; 4壓板; 5分度盤; 6定位盤; 7轉(zhuǎn)軸; 8鋼球; 9棘輪; 10棘爪; 11盤; 12、13端面楔塊; 14圓盤; 15過渡盤; 16銷;17轉(zhuǎn)體,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.4 柱塞泵分度圓盤,2
3、. 分度裝置的類型 常見的分度裝置有以下兩大類。 (1) 回轉(zhuǎn)分度裝置。它是一種對圓周角分度的裝置,又稱圓分度裝置,用于工件表面圓周分度孔或槽的加工。 (2) 直線分度裝置。它是指對直線方向上的尺寸進(jìn)行分度的裝置,其分度原理與回轉(zhuǎn)分度裝置相同。 重點介紹回轉(zhuǎn)分度裝置,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,, 按分度盤和對定銷相對位置的不同,可分兩種基本形式: 軸向分度(見圖3.5(a)) 徑向分度(見圖3.5(b))。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.5 回轉(zhuǎn)分度裝置的基本形式 1回轉(zhuǎn)工作臺;2轉(zhuǎn)軸;3分度盤;4對定銷;5夾具體, 按分度盤回轉(zhuǎn)軸線分布位置的不同,可分為立軸式、臥軸式和斜軸式三種。 一般
4、可按機床類型以及工件被加工面的位置等具體條件設(shè)計。 按分度裝置工作原理的不同,可分為機械分度、光學(xué)分度等類型。 機械分度裝置的結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,應(yīng)用廣泛。光學(xué)分度裝置的分度精度較高,例如光柵分度裝置的分度精度可達(dá)10,但由于對工作環(huán)境的要求較高,故在機械加工中的應(yīng)用受到限制。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,, 按分度裝置的使用特性,可分為通用和專用兩大類。 在單件生產(chǎn)中,使用通用分度裝置有利于縮短生產(chǎn)的準(zhǔn)備用期,降低生產(chǎn)成本;在中、小批生產(chǎn)中,常將通用分度裝置與專用夾具聯(lián)合使用,從而簡化專用夾具的設(shè)計和制造。通用分度裝置的分度精度較低,例如FW80型萬能分度頭,采用速比140的蝸桿、
5、蝸輪副,分度精度為1,故只能滿足一般需要。在成批生產(chǎn)中,則廣泛使用專用分度裝置,以獲得較高的分度精度和生產(chǎn)效率。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,3. 分度裝置的結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)分度裝置由固定部分、轉(zhuǎn)動部分、分度對定機構(gòu)及控制機構(gòu)、抬起鎖緊機構(gòu)以及潤滑系統(tǒng)組成。 (1)固定部分。它是分度裝置的基體,其功能相當(dāng)于夾具體。 (2) 轉(zhuǎn)動部分。轉(zhuǎn)動部分包括回轉(zhuǎn)盤、襯套和轉(zhuǎn)軸等。 (3) 分度對定機構(gòu)及控制機構(gòu)。 (4) 抬起鎖緊機構(gòu)。大型分度裝置還需設(shè)置抬起機構(gòu)。 (5) 潤滑系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)是指由油杯等組成的系統(tǒng)。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,3.2.2 分度裝置的設(shè)計 1. 分度對定機構(gòu)及控制機構(gòu)的設(shè)計 1
6、) 分度對定機構(gòu) (1) 鋼球?qū)Χ?。如圖3.6(a)所示 (2) 圓柱銷對定。如圖3.6(b)所示 (3) 菱形銷對定。如圖3.6(c)所示 (4) 圓錐銷對定。如圖3.6(d)所示 (5) 雙斜面楔形槽對定。如圖3.6(e)所示 (6) 單斜面楔形槽對定。如圖3.6(f)所示 (7) 正多面體對定。正多面體是具有精確角度的基準(zhǔn)器件 (8) 滾柱對定。如圖3.6(h)所示,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.6 分度對定機構(gòu) 1精密滾柱;2套環(huán);3圓盤,2) 控制機構(gòu) 圖3.7(a)所示為結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化的GB/T 221591手拉式定位器。,3.2 基 礎(chǔ) 知
7、 識,,圖3.7 分度對定的操縱機構(gòu),1對定銷; 2襯套;3導(dǎo)套; 4橫銷;5捏手;,圖3.7(b)所示為GB/T 221691槍柱式定位器。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.7 分度對定的操縱機構(gòu),6對定銷; 7手柄;,2) 控制機構(gòu) 圖3.7(c)所示為齒輪齒條式操縱機構(gòu)。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.7 分度對定的操縱機構(gòu),8對定銷; 9小齒輪 ;,2. 抬起及鎖緊機構(gòu)的設(shè)計 圖3.8(a)所示為彈簧式抬起鎖骨機構(gòu),頂柱2通過彈簧1把轉(zhuǎn)盤3抬起,轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)位后可用鎖緊圈4和錐形圈5鎖緊。 圖3.8(b)所示是偏心式抬起鎖骨機構(gòu),轉(zhuǎn)動圓偏心軸9,經(jīng)滑動套11,軸承7把回轉(zhuǎn)
8、盤6拾起。反向轉(zhuǎn)動圓偏心,經(jīng)螺釘12、滑動套11和螺紋軸8,即可將回轉(zhuǎn)盤鎖緊。 圖3.8(c)所示為最大型分度轉(zhuǎn)盤,用液體靜壓抬起。壓力油經(jīng)油口C、油路系統(tǒng)16、油孔B,在靜壓槽D處產(chǎn)生靜壓,抬起轉(zhuǎn)盤19;回油經(jīng)油口A和回油系統(tǒng)15排出。靜壓使轉(zhuǎn)盤抬起0.1mm。轉(zhuǎn)盤19由鎖緊裝置18鎖緊。 圖3.8(d)和圖3.8(e)所示為用于小型分度盤的鎖緊機構(gòu)。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,,圖3.8 抬起鎖緊機構(gòu) 1彈簧;2頂柱;3轉(zhuǎn)盤;4鎖緊圈;5錐形圈; 6回轉(zhuǎn)盤;7軸承;8螺紋軸;9圓偏心軸; 10、17轉(zhuǎn)臺;11滑動套;12螺釘;13手柄;14液壓缸; 15回油系統(tǒng);16油路系統(tǒng);
9、18鎖緊裝置;19轉(zhuǎn)盤,3.2.3 分度裝置的應(yīng)用 1. 通用回轉(zhuǎn)分度裝置 (1) 立軸式通用回轉(zhuǎn)臺 立軸式通用回轉(zhuǎn)臺常用于鉆床或銑床,回轉(zhuǎn)臺已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,轉(zhuǎn)盤直徑有250mm、300mm、450mm等幾種規(guī)格,常按2、3、4、6、12等分分度。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.9 立軸式通用回轉(zhuǎn)臺 1轉(zhuǎn)盤;2轉(zhuǎn)臺體;3銷;4轉(zhuǎn)軸;5錐形圈;6鎖緊圈; 7螺桿軸;8手柄;9分度襯套;10對定銷;11彈簧;12齒輪套,(2) 臥軸式通用回轉(zhuǎn)臺 臥軸式通用回轉(zhuǎn)臺按中心高可分成兩類:一類用于一般立式鉆床,其中心高為180mm,轉(zhuǎn)盤直徑有250、350 mm等幾種規(guī)格,其分度孔數(shù)
10、可按需要鏜出;另一類用于搖臂鉆床。當(dāng)聯(lián)合使用專用夾具時,可增設(shè)一個支架,以提高夾具的剛度和穩(wěn)定性?;剞D(zhuǎn)臺的分度精度為1。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.10 臥軸式通用回轉(zhuǎn)臺 1半圓鍵;2移動軸;3螺釘; 4偏心軸;5手柄;6轉(zhuǎn)盤; 7轉(zhuǎn)臺體;8定位銷;9轉(zhuǎn)軸; 10彈簧;11撥桿;12轉(zhuǎn)動套; 13擋銷;14菱形銷;15分度襯套,圖3.11所示為與回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用的專用夾具,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.11 與回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用的鉆模,2. 端齒盤分度裝置,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,圖3.12 誤差平均效應(yīng),1) 端齒盤分度的“誤差平均效應(yīng)”,2) 端齒盤分度裝置的結(jié)構(gòu)及特點,3.2 基 礎(chǔ)
11、 知 識,,圖3.13 端齒盤分度裝置 1移動盤;2齒輪螺母;3扇形齒輪;4手柄;5刻度值;6定位器; 7定位銷;8下齒盤;9軸承內(nèi)座圈;10轉(zhuǎn)盤(上齒盤);11底座,端齒盤分度裝置的特點如下: (1) 分度精度高,分度精度的重復(fù)性和持久性好。一般機械分度裝置的精度隨著分度裝置的磨損將逐漸降低,但立式端齒盤在使用過程中卻相當(dāng)于上、下齒盤在連續(xù)不斷地對研,因此使用越久,上、下齒盤的嚙合越好,分度精度的重復(fù)性和持久性越好。 (2) 分度范圍大。端齒盤的齒數(shù)可任意確定,以適應(yīng)各種分度需要。例如齒數(shù)為360齒的端齒盤,最小分度值為1。 (3) 剛度好。上、下齒盤嚙合無間隙且能自動定心,整個分度盤形成一
12、個剛度良好的整體。 (4) 結(jié)構(gòu)緊湊,使用方便。 (5) 端齒盤的加工工藝較復(fù)雜,制造成本較高。端齒盤對防塵和鎖緊也有較高的要求。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,3) 端齒盤的基本參數(shù) 齒形為三角形的端齒盤的基本參數(shù),如圖3.14所示。齒數(shù)z可根據(jù)分度要求,即最小分度值來設(shè)計,因此可得,3.2 基 礎(chǔ) 知 識,,,圖3.14 端齒盤的基本參數(shù),通過第1、2章的學(xué)習(xí),應(yīng)該掌握了專用機床夾具定位和夾緊方案的確定和設(shè)計原則。通過3.2節(jié)的學(xué)習(xí),應(yīng)該掌握了分度裝置的種類和結(jié)構(gòu),掌握了分度對定機構(gòu)和控制機構(gòu)設(shè)計的要點。 下面將回到3.1節(jié)所介紹的工作場景中,完成工作任務(wù)。,3.3 回到工作場景,,,任務(wù): 如圖3.17所示為曲柄板零件工序簡圖。曲柄板零件需鉆通孔55.2mm以及同軸線上沉孔511mm、深3.5mm。工件材料為45,毛坯為鍛件,年產(chǎn)量2000件。,3.4 拓 展 實 訓(xùn),,,圖3.17 曲柄板零件工序簡圖,圖3.18 曲柄板零件鉆孔立軸回轉(zhuǎn)分度式鉆床夾具,1轉(zhuǎn)動分度盤; 2螺母; 3開口墊圈; 4活動V形塊; 5對定銷; 6抬起手柄; 7支承釘,