摘要:本文通过对心轴的设计展开了论述,重点讨论的式弹性外胀式心轴的设计,并论述了变通基准法快速设计心轴的方法。
关键词:心轴 设计 外胀式
一、弹性外胀式心轴设计
弹性外胀式心轴,是利用外力作用下的弹性变形,将工件的内圆柱面定心夹鉴。弹以套内锥常选30°,随着夹紧力的增加,弹性套外径增大,使内锥九担应增大,故夹紧元件的外锥常取31°,可保证弹性套与工件良好的按触,定心夹紧可靠。
中小型弹性套,通常采用T7A、TSA和T12A钢制造。利用率高的弹套可用65Mn弹簧钢制造。弹性套的工作性能、寿命和精度,与热处理的质量关系密切,在加工过程中必须进行调质、淬火和定性处理。
1. 以通孔定位的自卸式心抽
如图1,工件以内孔及端面在弹性胀套3的外圆和心轴1的台阶定位。使用时用扳手旋紧球面螺母5,通过画面垫圈使胀套3左移片胀开夹紧工件。卸下工件时,反向旋转螺母5,螺杆凌上的台阶推动弹性胀套右移并松开工件。心轴1右端圆锥度可取1:10～1:8,或选取5°-12°锥角,圆住销2可防止夹紧时内外锥面的相对转动,以减小磨损提离定位精度。
2. 以不通孔定位的自卸式心袖
心轴1(图2)安装于机床主轴谁孔中,用螺杆拉紧。夹紧工件时,转动螺母2,其带动垫套3,使弹性套4左移并胀开。
1-心轴2-螺母3-垫套4-弹性胀套 5-圆柱销 二、变通基准法快速设计心轴
我们在设计夹具时经常遇到工件上定位面为内圆柱面或外圆柱面,那么在设计对应的心轴(或定位套)时会遇到如下两种情况:(l)内圆柱面(或外圆柱面)为基准孔(或基准外圆),此时只需按设计需要选定心轴(或定位套)的标准偏差即可。如图4所示直径为价35H7()的孔,若需要过盈心轴,根据设计需要选定标准偏差为r6,则心轴尺寸为35r6(),ymax=0-0.050mm=-0.050mm,ymin=(0.025-0.034)mm=-0.009mm。(2)内圆柱面(或外圆柱面)为非基准孔(或非基准外圆)。如图2所示直径为35F7()的孔若仍选过盈心轴且保证ymax=-0.050mm,ymin=-0.009mm,此时心轴尺寸便不能是35r6(),因为可能出现X=(0.025-0.034)mm=0.016mm间隙的情况。一般的,应用计算法从保证最大过盈ymax=-0.050mm,出发,先确定心轴的最大极限尺寸(35+0.025+0.05)mm=35.075mm,再按6级公差(0.016mm)确定最小极限尺寸35.075mm-0.016mm=35.059mm则心轴尺寸为mm。按这种方法固然能正确计算出心轴尺寸,但比较麻烦也易出错在长期工作实践中我总结出一种变通基准孔(或基准外圆)的方法,比较简单易操作,现写出来供大家参考。所谓变通基准法就是变非基准孔(或非基准外圆)为基准孔(或基准外圆)。基准孔是以下偏差为基准偏差且数值为零。按照基准孔的定义只要将非基准孔的尺寸变成以下偏差为基准偏差且数值为零即可(此时基本尺寸改变)。如图5所示孔为35F7()可以这样改写35F7()=35.025H7(),这样以35mm为基本尺寸的非基准孔变成以35.025mm基本尺寸的基准孔。
参考文献:
[1]李和明,心轴设计与制造的改进[J].现代制造工程,2006(03).
[2]陈可裕,磨床成组心轴的设计[J]. 机械工人.冷加工,2006(05).
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