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1、機床夾具設計第3章 分度裝置設計,南通職業(yè)大學機械工程系 數(shù)控技術教研室,分度裝置的結構和類型。 分度對定機構及控制機構的設計。 分度裝置的應用。 分度精度的分析。,第3章 分度裝置設計,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孔軸線與端面垂直
2、。 本任務設計法蘭盤零件鉆410mm孔鉆床夾具的裝夾方案和分度裝置。,3.1 工作場景導入,3.2.1 分度裝置的結構和主要類型 1. 概述,3.2 基 礎 知 識,圖3.2 常見的等分表面,圖3.3所示為帶有回轉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 知 識,圖3.3 帶有回轉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轉體,3.2 基 礎 知 識,圖3.4 柱塞泵分度圓盤,2. 分度裝置的類
3、型 常見的分度裝置有以下兩大類。 (1) 回轉分度裝置。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行分度的裝置，其分度原理與回轉分度裝置相同。 重點介紹回轉分度裝置,3.2 基 礎 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 知 識,圖3.5 回轉分度裝置的基本形式 1回轉工作臺；2轉軸；3分度盤；4對定銷；5夾具體, 按分度盤回轉軸線分布位置的不同，可分為立軸式、臥軸式和斜軸式三種。 一般可按機床類型以及工件被加工面
4、的位置等具體條件設計。 按分度裝置工作原理的不同，可分為機械分度、光學分度等類型。 機械分度裝置的結構簡單，工作可靠，應用廣泛。光學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10，但由于對工作環(huán)境的要求較高，故在機械加工中的應用受到限制。,3.2 基 礎 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、蝸輪副，分度精度為1，故只能滿足一般需要。在
5、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 知 識,3. 分度裝置的結構 回轉分度裝置由固定部分、轉動部分、分度對定機構及控制機構、抬起鎖緊機構以及潤滑系統(tǒng)組成。 (1)固定部分。它是分度裝置的基體，其功能相當于夾具體。 (2) 轉動部分。轉動部分包括回轉盤、襯套和轉軸等。 (3) 分度對定機構及控制機構。 (4) 抬起鎖緊機構。大型分度裝置還需設置抬起機構。 (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 知 識,3.2.2 分度裝置的設計 1. 分度對定機構及控制機構的設計 1) 分度對定機構 (1) 鋼球對定。如圖3.6(a)
6、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器件 (8) 滾柱對定。如圖3.6(h)所示,3.2 基 礎 知 識,3.2 基 礎 知 識,圖3.6 分度對定機構 1精密滾柱；2套環(huán)；3圓盤,2) 控制機構 圖3.7(a)所示為結構已標準化的GB/T 221591手拉式定位器。,3.2 基 礎 知 識,圖3.7 分度對定的操縱機構,1對定銷； 2襯套；3導套； 4橫
7、銷；5捏手；,圖3.7(b)所示為GB/T 221691槍柱式定位器。,3.2 基 礎 知 識,圖3.7 分度對定的操縱機構,6對定銷； 7手柄；,2) 控制機構 圖3.7(c)所示為齒輪齒條式操縱機構。,3.2 基 礎 知 識,圖3.7 分度對定的操縱機構,8對定銷； 9小齒輪 ；,2. 抬起及鎖緊機構的設計 圖3.8(a)所示為彈簧式抬起鎖骨機構，頂柱2通過彈簧1把轉盤3抬起，轉盤3轉位后可用鎖緊圈4和錐形圈5鎖緊。 圖3.8(b)所示是偏心式抬起鎖骨機構，轉動圓偏心軸9，經(jīng)滑動套11，軸承7把回轉盤6拾起。反向轉動圓偏心，經(jīng)螺釘12、滑動套11和螺紋軸8，即可將回轉盤鎖緊。 圖3.8(c
8、)所示為最大型分度轉盤，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，抬起轉盤19；回油經(jīng)油口A和回油系統(tǒng)15排出。靜壓使轉盤抬起0.1mm。轉盤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。,3.2 基 礎 知 識,圖3.8 抬起鎖緊機構 1彈簧；2頂柱；3轉盤；4鎖緊圈；5錐形圈； 6回轉盤；7軸承；8螺紋軸；9圓偏心軸； 10、17轉臺；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)；18鎖緊裝置；19轉盤,3.2.3 分度裝置的應用 1. 通用回轉分度裝置 (1) 立軸式通用回轉臺 立軸式
9、通用回轉臺常用于鉆床或銑床，回轉臺已標準化、系列化，轉盤直徑有250mm、300mm、450mm等幾種規(guī)格，常按2、3、4、6、12等分分度。,3.2 基 礎 知 識,圖3.9 立軸式通用回轉臺 1轉盤；2轉臺體；3銷；4轉軸；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) 臥軸式通用回轉臺 臥軸式通用回轉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，轉盤直徑有250、350 mm等幾種規(guī)格，其分度孔數(shù)可按需要鏜出；另一類用于搖臂鉆床。當聯(lián)合使用專用夾具時，可增設一個支架，以提高夾具的剛度和穩(wěn)定性?；剞D臺的分度精度為1。,3.2
10、 基 礎 知 識,圖3.10 臥軸式通用回轉臺 1半圓鍵；2移動軸；3螺釘； 4偏心軸；5手柄；6轉盤； 7轉臺體；8定位銷；9轉軸； 10彈簧；11撥桿；12轉動套； 13擋銷；14菱形銷；15分度襯套,圖3.11所示為與回轉臺聯(lián)合使用的專用夾具,3.2 基 礎 知 識,圖3.11 與回轉臺聯(lián)合使用的鉆模,2. 端齒盤分度裝置,3.2 基 礎 知 識,圖3.12 誤差平均效應,1) 端齒盤分度的“誤差平均效應”,2) 端齒盤分度裝置的結構及特點,3.2 基 礎 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軸承內座圈
11、；10轉盤(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，整個分度盤形成一個剛度良好的整體。 (4) 結構緊湊，使用方便。 (5) 端齒盤的加工工藝較復雜，制造成本較高。端齒盤對防塵和鎖緊也有較高的要求。,3.
12、2 基 礎 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，即最小分度值來設計，因此可得,3.2 基 礎 知 識,圖3.14 端齒盤的基本參數(shù),通過第1、2章的學習，應該掌握了專用機床夾具定位和夾緊方案的確定和設計原則。通過3.2節(jié)的學習，應該掌握了分度裝置的種類和結構，掌握了分度對定機構和控制機構設計的要點。 下面將回到3.1節(jié)所介紹的工作場景中，完成工作任務。,3.3 回到工作場景,任務： 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,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分度式鉆床夾具,1轉動分度盤； 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,
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