最新单元3数控车削装夹操作ppt课件.ppt
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1、单元单元3 数控车削装夹操作数控车削装夹操作在数控机床加工前,应预先确定工件在机床上的位置,并固在数控机床加工前,应预先确定工件在机床上的位置,并固定好,以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、定好,以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程,称为装夹。工件的装夹包含了两个方面的内容夹紧的过程,称为装夹。工件的装夹包含了两个方面的内容:一是定位一是定位确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程,称确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程,称为定位为定位;二是夹紧二是夹紧工件定位后将其固定,使其在加工过程中工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作,称为夹紧。保持定
2、位位置不变的操作,称为夹紧。在单元在单元3,我们将学习数控车削加工前定位、夹紧和选用夹具,我们将学习数控车削加工前定位、夹紧和选用夹具的知识。的知识。返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作可调卡爪式四爪卡盘适合装夹形状比较复杂的非回转体,如可调卡爪式四爪卡盘适合装夹形状比较复杂的非回转体,如方形、长方形等。一般用于定位、夹紧不同心或结构对称的方形、长方形等。一般用于定位、夹紧不同心或结构对称的零件表面。零件表面。4.弹簧卡盘弹簧卡盘弹簧卡盘定心精度高,装夹工件快捷方便,常用于精加工的弹簧卡盘定心精度高,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
3、尺寸精度较高,表面质量较好外圆表面定位。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,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,如图并非任意直径的工件都可以进行夹持,如图3-1-4所示,是弹所示,是弹簧卡盘装夹工件的示意图。簧卡盘装夹工件的示意图。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作5.液压动力卡盘液压动力卡盘三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘,能自动三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘,能自动松开夹紧,动作灵敏、装夹迅速、方便,能实现
4、较大夹紧力,松开夹紧,动作灵敏、装夹迅速、方便,能实现较大夹紧力,能提高生产率和减轻劳动强度。但夹持范围变化小,尺寸变能提高生产率和减轻劳动强度。但夹持范围变化小,尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。如图化大时需重新调整卡爪位置。如图3-1-5所示为液压式三爪卡所示为液压式三爪卡盘。盘。自动化程度高的数控车床经常使用液压自定心卡盘,尤其适自动化程度高的数控车床经常使用液压自定心卡盘,尤其适用于批量加工。用于批量加工。液压动力卡盘夹紧力的大小可通过调整液压系统的油压进行液压动力卡盘夹紧力的大小可通过调整液压系统的油压进行控制,以适应棒料、盘类零件和薄壁套简零件的装夹。控制,以适应棒料、盘类零件和薄壁
5、套简零件的装夹。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作6.高速动力卡盘高速动力卡盘为了提高数控车床的生产效率,对其主轴提出越来越高的要为了提高数控车床的生产效率,对其主轴提出越来越高的要求,以实现高速、甚至超高速切削。现在有的数控车床甚至求,以实现高速、甚至超高速切削。现在有的数控车床甚至达到达到100 000 r/min。对于这样高的转速,一般的卡盘已不适。对于这样高的转速,一般的卡盘已不适用,而必须采用高速动力卡盘才能保证安全可靠地进行加工。用,而必须采用高速动力卡盘才能保证安全可靠地进行加工。随着卡盘的转速提高,由卡爪、滑座和紧固螺钉组成的
6、卡爪随着卡盘的转速提高,由卡爪、滑座和紧固螺钉组成的卡爪组件离心力急剧增大,卡爪对零件的夹紧力下降。试验表组件离心力急剧增大,卡爪对零件的夹紧力下降。试验表明明:380mm的楔式动力卡盘在转速为的楔式动力卡盘在转速为2 000 r/min时,动态夹时,动态夹紧力只有静态的紧力只有静态的1/40高速动力卡盘常增设离心力补偿装置,利用补偿装置的离心高速动力卡盘常增设离心力补偿装置,利用补偿装置的离心力抵消卡爪组件离心力造成的夹紧力损失。另一个方法是减力抵消卡爪组件离心力造成的夹紧力损失。另一个方法是减轻卡爪组件质量以减小离心力。如图轻卡爪组件质量以减小离心力。如图3-1-6为楔式高速通孔动为楔式高
7、速通孔动力卡盘。力卡盘。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作3.1.3车由类零件中心孔定心装夹车由类零件中心孔定心装夹中心孔定位夹具在两顶尖间安装工件。对于长度尺寸较大或中心孔定位夹具在两顶尖间安装工件。对于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类零件,为保证每次装夹时的装夹精度,加工工序较多的轴类零件,为保证每次装夹时的装夹精度,可用两顶尖装夹。两顶尖定位的优点是定心正确可靠,安装可用两顶尖装夹。两顶尖定位的优点是定心正确可靠,安装方便,主要用于精度要求较高的零件加工。方便,主要用于精度要求较高的零件加工。1.中心孔中心孔中心孔是轴类零件在顶尖上安装
8、的常用定位基准。中心孔的中心孔是轴类零件在顶尖上安装的常用定位基准。中心孔的形状应正确,表面粗糙度应适当。形状应正确,表面粗糙度应适当。中心孔的中心孔的60锥孔与顶尖上的锥孔与顶尖上的60锥面相配合,要保证锥孔锥面相配合,要保证锥孔与顶尖锥面配合贴切,并可存储少量润滑油与顶尖锥面配合贴切,并可存储少量润滑油(黄油黄油)。中心孔有中心孔有A, B, R三种类型,常用的中心孔有三种类型,常用的中心孔有A型和型和B型。型。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作A型中心孔只有型中心孔只有60锥孔。对于精度一般的轴类零件,中心锥孔。对于精度一般的轴类零件,
9、中心孔不需要重复使用的,可选用孔不需要重复使用的,可选用A型中心孔,如图型中心孔,如图3-1-7所示。所示。B型中心孔外端的型中心孔外端的120锥面又称保护锥面,用以保护锥面又称保护锥面,用以保护60锥锥孔的外缘不被碰坏。对于精度要求高,工序较多需多次使用孔的外缘不被碰坏。对于精度要求高,工序较多需多次使用中心孔的轴类零件,应选用中心孔的轴类零件,应选用B型中心孔,如图型中心孔,如图3-1-8所示。所示。A型和型和B型中心孔,分别用相应的中心钻在车床或专用机床上型中心孔,分别用相应的中心钻在车床或专用机床上加工。加工中心孔之前应先将轴的端面车平,防止中心钻折加工。加工中心孔之前应先将轴的端面车
10、平,防止中心钻折断。断。2.顶尖顶尖工件装在主轴顶尖和尾座顶尖之间,顶尖作用是进行工件的工件装在主轴顶尖和尾座顶尖之间,顶尖作用是进行工件的定心,并承受工件的重量和切削力。定心,并承受工件的重量和切削力。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作常用顶尖一般可分为普通顶尖常用顶尖一般可分为普通顶尖(死顶尖死顶尖)和回转顶尖和回转顶尖(活顶尖活顶尖)两两种。普通顶尖刚性好,定心准确,但与工件中心孔之间因产种。普通顶尖刚性好,定心准确,但与工件中心孔之间因产生滑动摩擦而发热过多,容易将中心孔或顶尖生滑动摩擦而发热过多,容易将中心孔或顶尖“烧坏烧坏”,因,
11、因此,尾架上是死顶尖,则轴的右中心孔应涂上黄油,以减小此,尾架上是死顶尖,则轴的右中心孔应涂上黄油,以减小摩擦,死顶尖适用于低速加工精度要求较高的工件。摩擦,死顶尖适用于低速加工精度要求较高的工件。活顶尖将顶尖与工件中心孔之间的湍动摩擦改成顶尖内部轴活顶尖将顶尖与工件中心孔之间的湍动摩擦改成顶尖内部轴承的滚动摩擦,能在很高的转速下正常地工作承的滚动摩擦,能在很高的转速下正常地工作;但活顶尖存在但活顶尖存在一定的装配积累误差,以及当滚动轴承磨损后,会使顶尖产一定的装配积累误差,以及当滚动轴承磨损后,会使顶尖产生径向摆动,从而降低了加工精度,故一般用于轴的粗车或生径向摆动,从而降低了加工精度,故一
12、般用于轴的粗车或半精车。如图半精车。如图3-1-9所示为常见的各种顶尖。所示为常见的各种顶尖。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作车床两顶尖轴线如不重合车床两顶尖轴线如不重合(前后方向前后方向),车削的工件将成为圆,车削的工件将成为圆锥体。因此,必须横向调节车床的尾座,使两顶尖轴线重合。锥体。因此,必须横向调节车床的尾座,使两顶尖轴线重合。尾座套简在不与车刀干涉的前提下,应尽量伸出短些,以增尾座套简在不与车刀干涉的前提下,应尽量伸出短些,以增加刚性和减小振动。两顶尖中心孔的配合应该松紧适当。加刚性和减小振动。两顶尖中心孔的配合应该松紧适当。3.
13、拨动卡盘、拨齿顶尖拨动卡盘、拨齿顶尖在数控车床上加工轴类零件时,毛坯装在主轴顶尖和尾座顶在数控车床上加工轴类零件时,毛坯装在主轴顶尖和尾座顶尖之间,工件用主轴上的拨动卡盘或拨齿顶尖带动旋转。这尖之间,工件用主轴上的拨动卡盘或拨齿顶尖带动旋转。这类夹具在粗车时可传递足够大的转矩,以适应主轴高转速地类夹具在粗车时可传递足够大的转矩,以适应主轴高转速地切削。切削。自动夹紧拨动卡盘的结构如图自动夹紧拨动卡盘的结构如图3-1-10所示。工件安装在顶尖所示。工件安装在顶尖和车床的尾座顶尖上。当旋转车床尾座螺杆并向主轴方向顶和车床的尾座顶尖上。当旋转车床尾座螺杆并向主轴方向顶紧工件时,顶尖也同时顶压起着自动
14、复位作用的弹簧,最终紧工件时,顶尖也同时顶压起着自动复位作用的弹簧,最终触动拨动触头夹紧工件,并将机床主轴的转矩传给工件。触动拨动触头夹紧工件,并将机床主轴的转矩传给工件。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作拨齿顶尖拨齿顶尖:车削加工中常用的拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端车削加工中常用的拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端面拨动顶尖两种。内、外拨动顶尖的锥面带齿,能嵌入工件,面拨动顶尖两种。内、外拨动顶尖的锥面带齿,能嵌入工件,拨动件旋转。端面拨动顶尖利用端面拨爪带动工件旋转。拨动件旋转。端面拨动顶尖利用端面拨爪带动工件旋转。图图3-1-11所示为拨齿顶
15、尖结构。壳体可通过标准变径套或直所示为拨齿顶尖结构。壳体可通过标准变径套或直接与车床主轴孔联结,拨齿套通过螺钉与壳体联结。接与车床主轴孔联结,拨齿套通过螺钉与壳体联结。4.卡盘与顶尖一夹一顶装夹卡盘与顶尖一夹一顶装夹复合卡盘不仅可适用在两顶尖间安装工件,还适用于一夹一复合卡盘不仅可适用在两顶尖间安装工件,还适用于一夹一顶安装工件。顶安装工件。为保证加工过程中刚性较好,车削较重工件时采用一端夹住为保证加工过程中刚性较好,车削较重工件时采用一端夹住另一端用后顶尖支承的方法。另一端用后顶尖支承的方法。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作为了防止工件由
16、于切削力的作用而产生轴向位移,必须在卡为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移,必须在卡盘内装一限位支承盘内装一限位支承(见图见图3-1-12(a) ),或利用工件的台阶限位,或利用工件的台阶限位(见图见图3-1-12(b) ) ,这样能承受较大的轴向切削力,轴向定位准这样能承受较大的轴向切削力,轴向定位准确。确。【实践任务】【实践任务】3.1.4三爪自定心卡盘安装及工件装夹操作三爪自定心卡盘安装及工件装夹操作1.三爪自定心卡盘安装操作三爪自定心卡盘安装操作装卡盘前应切断电动机电源并将卡盘和连接盘各表面装卡盘前应切断电动机电源并将卡盘和连接盘各表面(尤其尤其是定位配合表面是定位配合表面)擦净
17、并涂油擦净并涂油:在靠近主轴处的床身导轨上垫在靠近主轴处的床身导轨上垫一块木板,以保护导轨面不受意外撞击。一块木板,以保护导轨面不受意外撞击。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作用一根比主轴通孔直径稍小的硬木棒穿在卡盘中,将卡盘用一根比主轴通孔直径稍小的硬木棒穿在卡盘中,将卡盘抬到连接盘端,将棒料一端插入主轴通孔内,另一端伸在卡抬到连接盘端,将棒料一端插入主轴通孔内,另一端伸在卡盘外。盘外。小心地将卡盘背面的台阶孔装配在连接盘的定位基面上,小心地将卡盘背面的台阶孔装配在连接盘的定位基面上,应使卡盘背面与连接盘平面贴平、贴牢,并用三个螺钉将连应使
18、卡盘背面与连接盘平面贴平、贴牢,并用三个螺钉将连接盘与卡盘可靠地连为一体,然后抽去木棒、撤去垫板。接盘与卡盘可靠地连为一体,然后抽去木棒、撤去垫板。2.三爪自定心卡盘的拆卸操作三爪自定心卡盘的拆卸操作拆卸卡盘前,应切断电源,并在主轴孔内插入一硬质木棒,拆卸卡盘前,应切断电源,并在主轴孔内插入一硬质木棒,木棒另一端伸出卡盘之外并搁置在刀架上,垫好床身护板,木棒另一端伸出卡盘之外并搁置在刀架上,垫好床身护板,以防意外撞伤床身导轨面。以防意外撞伤床身导轨面。卸下连接盘与卡盘连接的三个螺钉,并用木锤轻敲卡盘背卸下连接盘与卡盘连接的三个螺钉,并用木锤轻敲卡盘背面,以使卡盘止口从连接盘的阶台上分离下来。面
19、,以使卡盘止口从连接盘的阶台上分离下来。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作小心地抬下卡盘。小心地抬下卡盘。3.装、拆卡爪操作装、拆卡爪操作三个卡爪有正爪和反爪之分。正卡爪用于装夹外圆直径较三个卡爪有正爪和反爪之分。正卡爪用于装夹外圆直径较小和内孔直径较大的工件小和内孔直径较大的工件;反卡爪用于装夹外圆直径较大的工反卡爪用于装夹外圆直径较大的工件。件。如图如图3-1-13(a)所示当直径较小时,工件可置于正爪之间装夹所示当直径较小时,工件可置于正爪之间装夹;如图如图3-1-13(b)所示,正爪还可将三个卡爪伸入工件内孔中利所示,正爪还可将三个卡
20、爪伸入工件内孔中利用长爪的径向张力装夹盘、套、环状零件。如图用长爪的径向张力装夹盘、套、环状零件。如图3-1-13(c)所所示,当工件直径较大时,用正爪不便装夹,宜将三个正爪换示,当工件直径较大时,用正爪不便装夹,宜将三个正爪换成反爪进行装夹。成反爪进行装夹。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作安装卡爪时,要按卡爪上的号码依安装卡爪时,要按卡爪上的号码依1, 2, 3的顺序装配。若号的顺序装配。若号码看不清,则可把三个卡爪并排放在一起,比较卡爪端面螺码看不清,则可把三个卡爪并排放在一起,比较卡爪端面螺纹牙数的多少,多的为纹牙数的多少,多的为1号
21、卡爪,少的为号卡爪,少的为3号卡爪,如图号卡爪,如图3-1-14所示。所示。将卡盘扳手的方桦插入卡盘外壳圆柱面上的方孔中,按顺将卡盘扳手的方桦插入卡盘外壳圆柱面上的方孔中,按顺时针方向旋转,以驱动大锥齿轮背面的平面螺纹,当平面螺时针方向旋转,以驱动大锥齿轮背面的平面螺纹,当平面螺纹的螺扣转到将要接近壳体上的纹的螺扣转到将要接近壳体上的1槽时,将槽时,将1号卡爪插入壳体号卡爪插入壳体槽内,继续顺时针转动卡盘扳手,在卡盘壳体上的槽内,继续顺时针转动卡盘扳手,在卡盘壳体上的2槽、槽、3槽槽处依次装入处依次装入2号、号、3号卡爪。拆卸卡爪的操作方法与之相反。号卡爪。拆卸卡爪的操作方法与之相反。4.车削
22、软卡爪及安装操作车削软卡爪及安装操作软卡爪通常用低碳钢制造,软爪在使用前,为配合被夹持工软卡爪通常用低碳钢制造,软爪在使用前,为配合被夹持工件,要进行撞孔加工。件,要进行撞孔加工。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作软爪要在与使用时相同的夹紧状态下加工,以免在加工过软爪要在与使用时相同的夹紧状态下加工,以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。加工软爪内定位程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。加工软爪内定位表面时,要在软爪尾部夹紧一适当的棒料,以消除卡盘端面表面时,要在软爪尾部夹紧一适当的棒料,以消除卡盘端面螺纹的间隙。螺纹的间隙。车
23、削软爪的圆弧直径应与装夹工件的直径基本相同或稍大车削软爪的圆弧直径应与装夹工件的直径基本相同或稍大0.060. 1mm,并车出一个台阶,使工件正确定位。并车出一个台阶,使工件正确定位。在车削软爪或每次装卸零件时,应注意固定使用同一扳手在车削软爪或每次装卸零件时,应注意固定使用同一扳手方孔,夹紧力也要均匀一致,改用其他扳手方孔或改变夹紧方孔,夹紧力也要均匀一致,改用其他扳手方孔或改变夹紧力的大小,都会改变卡盘平面螺纹的移动量,从而影响装夹力的大小,都会改变卡盘平面螺纹的移动量,从而影响装夹后的定位精度。后的定位精度。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操
24、作操作5.工件安装工件安装工件在卡爪间放正,轻轻夹紧。工件在卡爪间放正,轻轻夹紧。放下安全罩,开动机床,使主轴低速旋转,检查工件有无放下安全罩,开动机床,使主轴低速旋转,检查工件有无偏摆,若有偏摆应停车,用小锤轻敲校正,然后紧固工件。偏摆,若有偏摆应停车,用小锤轻敲校正,然后紧固工件。紧固后,必须取下扳手,并放下安全罩。紧固后,必须取下扳手,并放下安全罩。移动车刀至车削行程的左端。用手旋转卡盘,检查刀架是移动车刀至车削行程的左端。用手旋转卡盘,检查刀架是否与卡盘或工件碰撞。否与卡盘或工件碰撞。3.1.5工件一夹一顶的安装操作工件一夹一顶的安装操作当工件长度大于当工件长度大于4倍直径时,由于工件
25、结构的刚性较差,因此倍直径时,由于工件结构的刚性较差,因此在加工期间需要用尾座和顶尖支撑工件。尾座和顶尖一般要在加工期间需要用尾座和顶尖支撑工件。尾座和顶尖一般要抵消车床车削工件时产生的刀具压力。如果切削这种类型的抵消车床车削工件时产生的刀具压力。如果切削这种类型的工件时没有使用尾座,则会得到异常结果。工件时没有使用尾座,则会得到异常结果。上一页 下一页返回任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作工件的一端安装在三爪卡盘中,另一端由尾座支撑。尾架顶工件的一端安装在三爪卡盘中,另一端由尾座支撑。尾架顶尖支撑前,应先正确加工中心孔。如果加工出的中心孔不合尖支撑前,应先正
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