兩種心軸的設計方法分析

謝　強

摘要:本文通過對心軸的設計展開了論述,重點討論的式彈性外脹式心軸的設計,并論述了變通基準法快速設計心軸的方法。

關鍵詞:心軸 設計 外脹式

一、彈性外脹式心軸設計

彈性外脹式心軸,是利用外力作用下的彈性變形,將工件的內圓柱面定心夾鑒。彈以套內錐常選30°,隨著夾緊力的增加,彈性套外徑增大,使內錐九擔應增大,故夾緊元件的外錐常取31°,可保證彈性套與工件良好的按觸,定心夾緊可靠。

中小型彈性套,通常采用T7A、TSA和T12A鋼制造。利用率高的彈套可用65Mn彈簧鋼制造。彈性套的工作性能、壽命和精度,與熱處理的質量關系密切,在加工過程中必須進行調質、淬火和定性處理。

1. 以通孔定位的自卸式心抽

如圖1,工件以內孔及端面在彈性脹套3的外圓和心軸1的臺階定位。使用時用扳手旋緊球面螺母5,通過畫面墊圈使脹套3左移片脹開夾緊工件。卸下工件時,反向旋轉螺母5,螺桿凌上的臺階推動彈性脹套右移并松開工件。心軸1右端圓錐度可取1:10～1:8,或選取5°-12°錐角,圓住銷2可防止夾緊時內外錐面的相對轉動,以減小磨損提離定位精度。

2. 以不通孔定位的自卸式心袖

心軸1(圖2)安裝于機床主軸誰孔中,用螺桿拉緊。夾緊工件時,轉動螺母2,其帶動墊套3,使彈性套4左移并脹開。

1-心軸2-螺母3-墊套4-彈性脹套 5-圓柱銷

二、變通基準法快速設計心軸

我們在設計夾具時經常遇到工件上定位面為內圓柱面或外圓柱面,那么在設計對應的心軸(或定位套)時會遇到如下兩種情況:(l)內圓柱面(或外圓柱面)為基準孔(或基準外圓),此時只需按設計需要選定心軸(或定位套)的標準偏差即可。如圖4所示直徑為價35H7()的孔,若需要過盈心軸,根據設計需要選定標準偏差為r6,則心軸尺寸為35r6(),ymax=0-0.050mm=-0.050mm,ymin=(0.025-0.034)mm=-0.009mm。(2)內圓柱面(或外圓柱面)為非基準孔(或非基準外圓)。如圖2所示直徑為35F7()的孔若仍選過盈心軸且保證ymax=-0.050mm,ymin=-0.009mm,此時心軸尺寸便不能是35r6(),因為可能出現X=(0.025-0.034)mm=0.016mm間隙的情況。一般的,應用計算法從保證最大過盈ymax=-0.050mm,出發,先確定心軸的最大極限尺寸(35+0.025+0.05)mm=35.075mm,再按6級公差(0.016mm)確定最小極限尺寸35.075mm-0.016mm=35.059mm則心軸尺寸為mm。按這種方法固然能正確計算出心軸尺寸,但比較麻煩也易出錯在長期工作實踐中我總結出一種變通基準孔(或基準外圓)的方法,比較簡單易操作,現寫出來供大家參考。所謂變通基準法就是變非基準孔(或非基準外圓)為基準孔(或基準外圓)。基準孔是以下偏差為基準偏差且數值為零。按照基準孔的定義只要將非基準孔的尺寸變成以下偏差為基準偏差且數值為零即可(此時基本尺寸改變)。如圖5所示孔為35F7()可以這樣改寫35F7()=35.025H7(),這樣以35mm為基本尺寸的非基準孔變成以35.025mm基本尺寸的基準孔。

參考文獻:

[1]李和明,心軸設計與制造的改進[J].現代制造工程,2006(03).

[2]陳可裕,磨床成組心軸的設計[J]. 機械工人.冷加工,2006(05).