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不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
图1 对材料的自由夹持可以导致无规则的形状误差
 
图1和图2即通过简易的方式显示因车削加工造成圆度缺陷的各种原因。铸件应力消除时也可能会出现不规则的形状误差,这与带有局部材料聚积的特殊工件造型有着重要关联。对圆度误差与夹持位置的明确划归是无法做到的,对苛刻表面的试车削、松弛和精车削,或在加工之前对原料工件进行自由退火,将有助于提高工件的质量。
 
不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
图2 通过卡盘夹持力的作用,而产生有规则的变形
 
在图2的例子中,工件很明显受到卡盘夹持力的作用而变形,其孔部在卡盘区域有些向内挤压。因此,该处在工件的松开和退出之后,会有过多的材料被磨削的情况。最简单的办法就是考虑降低夹持压力。对此,必须注意卡盘在此状况下是否还有足够的夹持力,因为磨光工序通常需要较高的切削速度和转速。在没有离心力平衡的条件下,夹持力容易下降到危险水平。
 
通过圆度测定反映误差
不仅这两种误差源相互之间的差异很明显,圆度测定也常常显示出介于两种情形之间的某种混合形状。它可以提供有关误差源原因的信息,以便采取补救措施。
 
不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
 
如果夹持力的降低没有带来令人满意的结果,则可以建议对所使用的卡盘进行分析。如灰口铸铁的外壳件等原料工件,往往采用硬质标准阶梯状卡盘进行夹持。其夹持面的卡齿在较长时间的使用之后,会自然磨损而逐渐变钝,夹持和紧固效果减弱,工件在加工过程中打滑或从卡盘脱出的危险性由此逐步增加。
 
不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
 
硬质阶梯式卡盘
新型卡盘由于其夹持效果好,所需的夹持力可以较低,因此工件的变形程度较小。带有锥角齿的爪形卡盘(图4)可以提供更高的安全性,这种卡盘可以紧紧抓住工件的表面,在与铺路砖一齿的阶梯卡盘具有同等夹持力的情况下,可以实现双倍的切削力。
 
摆爪式卡盘在夹持敏感的原料工件时具有特别的优势,摆动桥把夹持力分配到双倍数量的夹持点上,每个夹持点都只承受一半的力,工件上各夹持点之间的弯曲弹性范围得以缩小。如果夹持点的分布达到最佳的程度(均匀地分布在圆周上),则工件的变形大约可以减小到原变形量的10%,而无需降低卡盘的夹持力。
 
不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
 
 
在已经车削完毕的工件直径上夹持的状况下,可以使用应用范围更加广泛的硬质卡盘。旋入的夹持直径在整个圆周上支撑工件,即使在较大的夹持力下工件也不会发生变形。这种卡盘可以由不同的厂商提供,属于特殊造型,可依据工件图纸进行最佳的设计和制造。
 
不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
 
 
针对大批量相同或类似工件的加工,可以采用特殊的夹持器械。尤其对于薄壁的环,使用带有6或12个直径为400~4000mm卡盘的机械传动式杠杆平衡卡盘,可以获得很好的效果。在各个卡盘之间形成一种夹持量和夹持力的均衡状态,因此,即使工件的圆周存在误差,工件也可以安全且无变形地被夹持住。此外,夹具还可以通过手动和自动被切换到一种纯中心夹持方式。
 
不同的薄壁件加工,用什么卡盘最合适
 
夹持力轴向作用于支座
针对特别容易变形和不规则形状的工件,通常采用指形卡盘。在这种情况下,夹持力并非以径向方式作用,而是由指形卡盘轴向作用于所设定的对中点和支撑点,工件的径向变形在最大程度上得以避免。在指形卡盘上,可以结合先前的对中卡盘和较小的夹持力以及强劲的轴向夹持。此外,还有很多的特殊卡盘不仅可以用于环形工件,同时也可以用于各种复杂形状的工件。
 
在工件上对卡盘布置作标识
通常被夹紧的工件在车削加工之后,在设备上仍会呈现完好的圆形。薄壁工件在装卡之后,或多或少会呈现出非圆形状,通过测圆工具可以明显观测到。因此必须在工件上标识出卡盘的分布情况,以便可以识别夹持力是否引起了变形。
 
图1和图2即通过简易的方式显示因车削加工造成圆度缺陷的各种原因。铸件应力消除时也可能会出现不规则的形状误差,这与带有局部材料聚积的特殊工件造型有着重要关联。对圆度误差与夹持位置的明确划归是无法做到的,对苛刻表面的试车削、松弛和精车削,或在加工之前对原料工件进行自由退火,将有助于提高工件的质量。
工件很明显受到卡盘夹持力的作用而变形,其孔部在卡盘区域有些向内挤压。因此,该处在工件的松开和退出之后,会有过多的材料被磨削的情况。最简单的办法就是考虑降低夹持压力。对此,必须注意卡盘在此状况下是否还有足够的夹持力,因为磨光工序通常需要较高的切削速度和转速。在没有离心力平衡的条件下,夹持力容易下降到危险水平。
通过圆度测定反映误差
不仅这两种误差源相互之间的差异很明显,圆度测定也常常显示出介于两种情形之间的某种混合形状。它可以提供有关误差源原因的信息,以便采取补救措施。
 
 
如果夹持力的降低没有带来令人满意的结果,则可以建议对所使用的卡盘进行分析。如灰口铸铁的外壳件等原料工件,往往采用硬质标准阶梯状卡盘进行夹持(图3)。其夹持面的卡齿在较长时间的使用之后,会自然磨损而逐渐变钝,夹持和紧固效果减弱,工件在加工过程中打滑或从卡盘脱出的危险性由此逐步增加。
 
硬质阶梯式卡盘
新型卡盘由于其夹持效果好,所需的夹持力可以较低,因此工件的变形程度较小。带有锥角齿的爪形卡盘(图4)可以提供更高的安全性,这种卡盘可以紧紧抓住工件的表面,在与铺路砖一齿的阶梯卡盘具有同等夹持力的情况下,可以实现双倍的切削力。
摆爪式卡盘在夹持敏感的原料工件时具有特别的优势(图5),摆动桥把夹持力分配到双倍数量的夹持点上,每个夹持点都只承受一半的力,工件上各夹持点之间的弯曲弹性范围得以缩小。如果夹持点的分布达到最佳的程度(均匀地分布在圆周上),则工件的变形大约可以减小到原变形量的10%,而无需降低卡盘的夹持力。
 
在已经车削完毕的工件直径上夹持的状况下,可以使用应用范围更加广泛的硬质卡盘(图6)。旋入的夹持直径在整个圆周上支撑工件,即使在较大的夹持力下工件也不会发生变形。这种卡盘可以由不同的厂商提供,属于特殊造型,可依据工件图纸进行最佳的设计和制造。
 
针对大批量相同或类似工件的加工,可以采用特殊的夹持器械。尤其对于薄壁的环,使用带有6或12个直径为400~4000mm卡盘的机械传动式杠杆平衡卡盘,可以获得很好的效果(图7)。在各个卡盘之间形成一种夹持量和夹持力的均衡状态,因此,即使工件的圆周存在误差,工件也可以安全且无变形地被夹持住。此外,夹具还可以通过手动和自动被切换到一种纯中心夹持方式。
 
夹持力轴向作用于支座
针对特别容易变形和不规则形状的工件,通常采用指形卡盘。在这种情况下,夹持力并非以径向方式作用,而是由指形卡盘轴向作用于所设定的对中点和支撑点(图8),工件的径向变形在最大程度上得以避免。在指形卡盘上,可以结合先前的对中卡盘和较小的夹持力以及强劲的轴向夹持。此外,还有很多的特殊卡盘不仅可以用于环形工件,同时也可以用于各种复杂形状的工件。

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