CN112658337A - 一种车床三爪卡盘修爪器及其使用方法 - Google Patents

一种车床三爪卡盘修爪器及其使用方法 Download PDF

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CN112658337A CN202011482488.8A CN202011482488A CN112658337A CN 112658337 A CN112658337 A CN 112658337A CN 202011482488 A CN202011482488 A CN 202011482488A CN 112658337 A CN112658337 A CN 112658337A
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clamping
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陈传海
蓝力峰
田海龙
杨兆军
金桐彤
方美娜
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Abstract

本发明公开了一种车床三爪卡盘修爪器及其使用方法,为克服如何既能消除车床三爪式卡盘盘丝丝槽和卡爪(5)齿槽指定的单侧间隙,又能连续镗削卡爪(5)完整内夹持面的问题,其包括本体(3)、消隙螺钉(2)与夹紧螺钉(4);本体(3)为一个叉类结构件,消隙螺钉(2)竖直地安装在本体(3)支撑臂上的螺纹通孔中,两者之间为螺纹连接,消隙螺钉(2)的回转轴线与支撑臂垂直;夹紧螺钉(4)水平地安装在本体(3)的右槽壁下方的螺纹通孔中,两者之间为螺纹连接,夹紧螺钉(4)的回转轴线与本体(3)的右槽壁垂直;消隙螺钉(2)与夹紧螺钉(4)回转轴线处于同一竖直平面内并垂直相交;本发明还提供了车床三爪卡盘修爪器的使用方法。

Description

一种车床三爪卡盘修爪器及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于车床三爪式卡盘的修理装置,更确切地说,本发明涉及一种车床三爪卡盘修爪器及其使用方法。
背景技术
三爪式卡盘在车床、磨床、铣床分度头的应用极其广泛,其利用卡盘扳手的旋转,带动三个卡爪同时向内收缩或向外张开;以车床为例,车床三爪卡盘可实现不同直径的外圆或内圆的轴线与车床主轴回转轴线重合,并且实现工件夹紧,使用方便,辅助时间短。
然而,车床三爪式卡盘使用一段时间后,会出现被夹持的外圆轴线与车床主轴回转轴线的同轴度超出允许值,或卡爪出现喇叭口现象,使被加工工件产生形位误差、出现工件装夹不可靠等问题。
通常采用的方法是对卡爪内夹持面进行修整、更换卡爪或更换整个车床三爪式卡盘;目前对卡爪内夹持面的修整,一种方法是使用卡爪内夹持面装夹一短圆柱并对卡爪内夹持面进行镗削,但该方法只能修整部分内夹持面而有一部分无法修整,需要经过两次或以上的修整才能完成,内夹持面会出现台阶;另一种方法是利用卡爪的外夹持面装夹一圆环的内圆表面,可修整完整的内夹持面,但该方法需要制作直径合适的内圆表面,工作量大,而且装夹外圆表面和装夹内圆表面,车床三爪式卡盘盘丝丝槽和卡爪齿槽所消除的间隙并不在同一侧,因此该方法对卡爪内夹持面的修整精度并不高。因此,如何既能消除车床三爪式卡盘盘丝和卡爪齿槽的指定的单侧间隙,又能通过连续的镗削过程即可修整卡爪完整的内夹持面,成为了行业内急需解决的问题。综上,修整卡爪内夹持面需要解决的技术问题是如何既能消除车床三爪式卡盘盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙,又能通过连续的镗削过程即可修整卡爪完整的内夹持面。
本发明根据所需要解决的技术问题,提出了一种能消除车床三爪式卡盘中盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙、辅助镗刀镗削卡爪内夹持面的专用工具,和运用该工具进行卡爪内夹持面修整的使用方法;应用该发明,可以消除车床三爪式卡盘中盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙并预紧,而且镗刀镗削卡爪内夹持面时,该装置不会对镗刀产生干涉,可修整出完整的卡爪内夹持面;不需要专用设备,在车床上即可实现修整,修整精度高;本发明可广泛应用于拥有车床的机械加工企业、车床三爪式卡盘生产企业或机床生产企业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的如何既能消除车床三爪式卡盘盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙,又能通过连续的镗削过程修整卡爪完整的内夹持面的问题,提供了一种车床三爪卡盘修爪器及其使用方法。
为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:所述的一种车床三爪卡盘修爪器包括本体、消隙螺钉与夹紧螺钉;
所述的本体为一个叉类结构件,消隙螺钉竖直地安装在本体的支撑臂上的螺纹通孔中,两者之间为螺纹连接,消隙螺钉的回转轴线与支撑臂垂直;夹紧螺钉水平地安装在本体的右槽壁下方的螺纹通孔中,两者之间为螺纹连接,夹紧螺钉的回转轴线与本体的右槽壁垂直;消隙螺钉的回转轴线与夹紧螺钉的回转轴线处于同一竖直平面内并垂直相交。
技术方案中所述的本体厚度即前后端面之间的距离为12~25mm,其右端的下方设置有一矩形的凹槽,凹槽的宽度应比卡爪的尾部即被车床三爪卡盘修爪器夹持的位置的尺寸大10~20mm,凹槽的槽底与支撑臂下表面的距离应保证车床三爪卡盘修爪器夹持在卡爪上时卡爪的外端面和凹槽的槽底有5~15mm的距离;凹槽的左槽壁面上布置有与水平面平行的防滑齿,齿数为6~12个,防滑齿的上表面为水平面,下表面为与水平面成45°夹角的斜面,齿顶为宽度0.2~0.5mm的平面,齿高为0.8~1.5mm;凹槽底壁的矩形横截面的高度为本体厚度的1.5~2倍,左槽壁和右槽壁的矩形横截面的长度为本体的厚度的1.2~1.5倍;
凹槽的矩形横截面的右槽壁的下方设置有1个安装夹紧螺钉的螺纹通孔,螺纹规格可选择M6、M8、M10、M12或M16,该螺纹通孔的轴心线在支撑臂下表面之上且两者平行,该螺纹通孔的轴心线与支撑臂下表面的距离为0.5~2mm,螺纹通孔的回转轴线和右槽壁的底端面平行,螺纹通孔的回转轴线与本体的右槽壁垂直;右槽壁的底端面与该螺纹通孔的轴心线的距离为该螺纹通孔大径的0.6~0.8倍;
凹槽的矩形横截面的左槽壁的左侧垂直地设置有矩形横截面的支撑臂,两者之间连成一体,支撑臂的长度即支撑臂左端面到左槽壁左壁面的距离为12~20mm;支撑臂的底端面与左槽壁的底端面共面,并与右槽壁的底端面平行,支撑臂的前后端面和左槽壁的前后端面与右槽壁的前后端面共面,并与连接左槽壁与右槽壁的矩形横截面的凹槽底壁的前后端面共面;支撑臂的左端设置有一个螺纹通孔,螺纹规格可选择M6、M8或M10,螺纹通孔的回转轴线与支撑臂垂直,且距离支撑臂左端面5~8mm;支撑臂的矩形截面高度为本体的厚度的0.5~0.8倍。
技术方案中所述的消隙螺钉是使用标准粗牙内六角螺钉经二次加工出尾部球面而制成的,螺纹规格与本体支撑臂设置的螺纹通孔规格相同,其头部为设置有内六角形盲孔的圆柱体,螺杆部的尾端面为球面,球面半径为6~14mm;螺钉长度应保证车床三爪卡盘修爪器完全消除盘丝丝槽和卡爪齿槽的间隙时,螺钉头肩部与本体的支撑臂上表面距离为10~20mm;消隙螺钉与本体中支撑臂上的螺纹通孔配合连接,螺钉头部朝上。
技术方案中所述的夹紧螺钉是使用标准粗牙内六角螺钉经二次加工出尾部球面而制成的,螺纹规格与本体凹槽的右槽壁下方设置的螺纹通孔规格相同,其头部为设置有内六角形盲孔的圆柱体,螺杆部的尾端面为球面,球面半径为6~14mm;螺钉长度应保证车床三爪卡盘修爪器夹紧在卡爪尾部时,螺钉头肩部与本体的右槽壁的右壁面距离为10~20mm,夹紧螺钉与本体中右槽壁下方的螺纹通孔配合,螺钉头部朝右。
所述的一种车床三爪卡盘修爪器的使用方法的步骤如下:
1)修整卡爪前的准备工作
(1)把卡爪从卡盘体上卸下,把卡盘体中的盘丝丝槽和卡爪的齿槽用抹布擦拭干净,确保其表面没有污物;必要时把卡盘体拆卸清洗;清洁完成后安装好卡盘体和卡爪,标记三个卡爪在卡盘体上的安装位置;
(2)在车床刀塔上安装镗刀:选用的镗刀最小镗削直径应为卡盘体内孔直径的0.5~0.9倍,调整好镗刀的悬伸长度,建议使用机夹刀杆和陶瓷精加工刀片;
2)对卡爪进行修整
(1)用卡盘扳手调整卡爪的位置,使卡爪的内夹持面突出卡盘体的内孔表面0.5~1mm;
(2)安装车床三爪卡盘修爪器
a.旋转车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉使其螺杆尾部球面不突出本体支撑臂底端面;
b.使用车床三爪卡盘修爪器上的夹紧螺钉将车床三爪卡盘修爪器夹持在卡爪的尾部,每个卡爪各安装一个车床三爪卡盘修爪器;
(3)消除盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙
顺时针旋转车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉使其尾部球面顶在卡盘体的卡盘壳体外表面,从而导致卡爪沿卡盘体直径方向向外移动,从而达到消除盘丝丝槽和卡爪齿槽指定单侧间隙并预紧的目的;如有必要,使用卡盘扳手依次顺时针旋转卡盘体上的三个主动锥齿轮2~5°,使盘丝带动卡爪沿卡盘体直径方向向内移动,使盘丝丝槽和卡爪齿槽进一步预紧;
(4)在卡爪的内夹持面用记号笔涂色;
(5)使用镗刀镗削卡爪的内夹持面;
(6)逆时针旋转卡盘扳手使卡爪沿卡盘体直径方向向外移动,直至车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉与卡盘体的卡盘壳体外表面分离,拆下车床三爪卡盘修爪器,卡爪修整完毕;
3)测试卡爪修整后的径向跳动量。
技术方案中所述的使用镗刀镗削卡爪的内夹持面是指:
(1)调整机床使镗刀的进给方向与主轴回转轴线成一夹角,夹角的大小和方向应使镗刀可镗削出外小内大、锥度为1:500到1:100的圆锥面,如该车床为普通车床,可以通过调整小溜板的转角来调整镗刀进给方向与主轴回转轴线的夹角,并用小溜板的移动实现镗削进给运动,如该车床为数控车床,可以通过数控程序控制镗刀进给方向与主轴回转轴线的夹角;
(2)进行第一次走刀前调整镗刀刀尖的位置使其距离卡爪的内夹持面0.1~0.3mm,如卡爪内夹持面的颜色没被完全镗削掉,则镗削半径比前一次增加0.05mm,直至卡爪内夹持面上的颜色被完全镗削掉;镗削的次数大于4次才能完成使用镗刀镗削卡爪的内夹持面的步骤,但镗削次数最多不超过10次即可完成。
技术方案中所述的测试卡爪修整后的径向跳动量是指:
(1)把卡爪从卡盘体上卸下,清洁盘丝丝槽和卡爪齿槽,但该步骤不得将卡盘体从车床主轴上拆下;
(2)安装卡爪,三个卡爪的安装位置应按照“修整卡爪前的准备工作”中的步骤(1)所做的标记进行安装,然后使用外圆面圆度误差小于0.005mm且表面粗糙度小于0.8μm的圆棒夹持在车床三爪式卡盘上,使用千分表测试其外圆表面的径向跳动量;应使用3~5个直径各不相同的圆棒重复测试,所选最大直径的圆棒应为卡盘体内孔直径1.2~1.5倍、最小直径的圆棒为卡盘体内孔直径0.3~0.5倍。
与现有技术相比本发明的有益效果是:
1.本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器的特点是不对镗刀修整卡爪内夹持面的过程产生干扰,马玉山等人发表的专利《三爪卡盘定位精度修复装置及方法》中所述的三爪卡盘定位精度修复装置,其特征在于需要把簧丝嵌在卡爪内夹持面的沟槽中,但如果沟槽宽度或深度不足以将簧丝完全嵌在其中,将会对卡爪内夹持面的修整过程产生影响;而本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器无论卡爪内夹持面有无沟槽、沟槽深度如何,均不对卡爪内夹持面的修整过程产生影响。
2.本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器通过消隙螺钉预紧的方式,消除盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙,修整精度高;
3.本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器安装简单,使用方便,便携带,制作成本低,能适应各种型号的三爪卡盘,使用时不对车床三爪式卡盘产生不利影响;
4.使用本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器不仅能把卡爪内夹持面修整成圆柱面,也能修整成内螺纹面,可对外螺纹进行夹持并得到很高的定位精度;也能把卡爪修整成其他异型内夹持面。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
图1是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器结构组成的轴测投影视图;
图2-1是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器中本体的主视图;
图2-2是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器中本体的A向视图;
图2-3是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器中本体的俯视图;
图2-4是图2-1中B处的局部放大图;
图3-1是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器结构组成的主视图;
图3-2是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器结构组成的C向视图;
图3-3是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器结构组成的俯视图;
图3-4是图3-1中D处的局部放大视图;
图4是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器在车床三爪式卡盘上安装使用的轴测投影视图;
图5是本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器的使用方法的流程框图;
图中:1.卡盘体、2.消隙螺钉、3.本体、4.夹紧螺钉、5.卡爪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述:
所述的车床三爪式卡盘由卡盘体1与3个和卡盘体1配套的卡爪5组成,卡盘体1包括卡盘壳体、盘丝、3个结构相同的主动锥齿轮、3个结构相同的固定螺钉、后盖及3个结构相同的后盖紧固螺钉;
实践证明,车床三爪式卡盘出现定位不对中和喇叭口是常见的现象,会导致加工出来的零件出现形位误差和装夹不牢靠等问题。为解决该问题,通常采用的办法是对车床三爪式卡盘的卡爪5的内夹持面进行修整或更换新的卡爪5或更换整个车床三爪式卡盘。修整卡爪5的内夹持面是成本较低的办法,但是目前修整卡爪5内夹持面的方法并不能最大限度地提高车床三爪式卡盘的定位精度,或者因客观条件的制约,会对修整过程产生影响。因此有必要发明一种专用工具,能够在车床上就能实现卡爪5的内夹持面的修整而不需要专用设备、提高修整精度、最大限度发挥车床三爪式卡盘本身具有的定位精度。
综上,要完成对车床三爪式卡盘的卡爪5内夹持面高质量的修整,需要解决以下问题:
1.如何消除卡盘体1中盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙并预紧;
2.如何实现经过连续的镗削过程修整出完整的卡爪5的内夹持面;
3.工具在车床三爪式卡盘上如何安装,如何保证安装可靠性;
4.合理有效的卡爪5内夹持面修整方法的制定。
本发明的目的就是提供一种能够对卡爪5内夹持面进行镗削前消除卡盘体1中盘丝丝槽和卡爪5齿槽指定的单侧间隙的专用工具,不仅不对镗削过程产生影响,还最大限度地提高修整精度。
一.车床三爪卡盘修爪器的结构
本发明所述的一种车床三爪卡盘修爪器包括有本体3、消隙螺钉2与夹紧螺钉4;
1.本体
参阅图2-1至图2-4,本体3为一个叉类结构件,材料为40Cr,经过调质处理;本体3厚度即前后端面之间的距离为12~16mm,其右端的下方设置有一矩形的凹槽,凹槽的宽度应比卡爪5的尾部即被车床三爪卡盘修爪器夹持的位置的尺寸大10~20mm,凹槽的槽底与支撑臂下表面的距离应保证车床三爪卡盘修爪器夹持在卡爪5上时卡爪5的外端面和该凹槽的槽底有5~15mm的距离,凹槽的左槽壁面上布置有与水平面平行的防滑齿,齿数为6~12个,防滑齿的上表面为水平面,下表面为与水平面成45°夹角的斜面,齿顶为宽度0.2~0.5mm的平面,齿高为0.8~1.5mm,以增大摩擦力;凹槽底壁的矩形横截面高度为本体3的厚度的1.5~2倍,左槽壁和右槽壁的矩形横截面长度为本体3的厚度的1.2~1.5倍,目的是本体3夹紧在卡爪5上时能承受较大的弯矩而不会断裂。
凹槽的矩形横截面的右槽壁的下方设置有一螺纹通孔,螺纹规格可选择M6、M8、M10、M12或M16,该螺纹通孔的回转轴线和右槽壁的底端面平行,即夹紧螺钉4的回转轴线与本体3的右槽壁垂直。
凹槽的矩形横截面的左槽壁的左侧垂直地设置有矩形横截面的支撑臂,两者之间连成一体,支撑臂的长度即支撑臂左端面到左槽壁左壁面的距离为12~20mm;支撑臂的底端面与左槽壁的底端面共面,并与右槽壁的底端面平行共面,支撑臂的前后端面和左槽壁的前后端面与右槽壁的前后端面共面,并与连接左槽壁与右槽壁的矩形横截面的凹槽底壁的前后端面共面;支撑臂的左端设置有一个螺纹通孔,螺纹规格可选择M6、M8或M10,螺纹通孔的回转轴线与支撑臂垂直,且距离支撑臂左端面5~8mm;支撑臂的矩形截面高度为本体3的厚度的0.5~0.8倍,目的是减少螺纹通孔长度,加工螺纹通孔较为容易。
2.夹紧螺钉
参阅图1、图3-1至图3-4,所述的夹紧螺钉4是使用标准粗牙内六角螺钉经二次加工出尾部球面而制成的,螺纹规格与本体3凹槽的右槽壁下方设置的螺纹通孔规格相同,其头部为设置有内六角形盲孔的圆柱体,螺杆部的尾端面为球面,球面半径为6~14mm;螺钉长度应保证车床三爪卡盘修爪器夹紧在卡爪5尾部时,螺钉头肩部与本体3的右槽壁的右壁面距离为10~20mm。夹紧螺钉4与本体3中右槽壁下方的螺纹通孔配合,螺钉头部朝右。
3.消隙螺钉
参阅图1、图3-1至图3-4,所述的消隙螺钉2是使用标准粗牙内六角螺钉经二次加工出尾部球面而制成的,螺纹规格与本体3支撑臂设置的螺纹通孔规格相同,其头部为设置有内六角形盲孔的圆柱体,螺杆部的尾端面为球面,球面半径为6~14mm。螺钉长度应保证车床三爪卡盘修爪器完全消除盘丝丝槽和卡爪5齿槽的间隙时,螺钉头肩部与本体3的支撑臂上表面距离为10~20mm。消隙螺钉2与本体3中的支撑臂上的螺纹通孔配合,螺钉头部朝上。
二.车床三爪卡盘修爪器的安装过程及工作原理
1.车床三爪卡盘修爪器的安装
参阅图4,所述的车床三爪卡盘修爪器利用本体3上的凹槽扣装在卡爪5的尾部即外端上,使卡爪5的尾部处于本体3上的左槽壁里侧与夹紧螺钉4左端球面之间,使本体3的支撑臂的底端面与卡盘体1的卡盘壳体外表面相接触,并使卡爪5尾部的左右端面和本体3的支撑臂与夹紧螺钉4相垂直,然后旋转夹紧螺钉4将车床三爪卡盘修爪器夹紧固定;由于夹紧螺钉4的端部为球面,在预紧夹紧螺钉4过程中,夹紧螺钉4端部压在卡爪5上的位置不会发生偏移,同时也不会划伤卡爪5的表面。
车床三爪卡盘修爪器采用上述结构及安装方法,解决了以下问题:
1)解决了上述的问题2即如何实现经过连续的镗削过程修整出完整的卡爪5的内夹持面:所述的车床三爪卡盘修爪器安装在卡爪5的尾部,在镗削卡爪5的内夹持面过程中,车床三爪卡盘修爪器不会对镗刀切削过程产生任何影响,可通过连续的镗削修整出完整的内夹持面,消除了分段镗削所造成的内夹持面不平整的现象。
2)解决了上述的问题3即工具在车床三爪式卡盘上如何安装,如何保证安装可靠性:车床三爪卡盘修爪器利用本体3上的凹槽和夹紧螺钉4夹紧在卡爪5的尾部;由于夹紧螺钉4的端部为球面,在预紧夹紧螺钉4过程中,夹紧螺钉4端部压在卡爪5上的位置不会发生偏移,同时也不会划伤卡爪5的表面,夹紧安全可靠,在车床三爪式卡盘旋转过程中不会被甩出。
2.车床三爪卡盘修爪器消除盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙的工作原理
参阅图5,如顺时针旋转车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉2,消隙螺钉2的端部将顶在卡盘体1的卡盘壳体外表面,因此车床三爪卡盘修爪器会带动卡爪5沿卡盘体1的直径方向向外移动,从而消除了盘丝丝槽和卡爪5齿槽指定的单侧间隙并预紧,消隙螺钉2的端部为球面,在预紧消隙螺钉2的过程中不会划伤卡盘1的表面。
车床三爪卡盘修爪器采用上述的工作原理解决了以下问题:
解决了上述的问题1即如何消除盘丝丝槽和卡爪5齿槽指定的单侧间隙并预紧:使用消隙螺钉2顶在卡盘体1的卡盘壳体外表面上,从而达到消除盘丝丝槽和卡爪5齿槽指定的单侧间隙并预紧的目的,而且消除间隙可靠,在修整卡爪5过程中并不会因振动而在某瞬间出现间隙。
三.车床三爪卡盘修爪器在修整卡爪内夹持面的使用方法
所述的车床三爪卡盘修爪器使用方法的步骤如下:
1.修整卡爪前的准备工作
1)把卡爪5从卡盘体1上卸下,把卡盘体1中的盘丝丝槽和卡爪5的齿槽用抹布擦拭干净,确保其表面没有污物;如有必要,把卡盘体1拆卸清洗;清洁完成后安装好卡盘体1和卡爪5,标记三个卡爪5在卡盘体1上的安装位置;
2)在车床刀塔上安装镗刀:选用的镗刀最小镗削直径应为卡盘体1内孔直径的0.5~0.9倍,调整好镗刀的悬伸长度,建议使用机夹刀杆和陶瓷精加工刀片;
2.对卡爪进行修整
1)用卡盘扳手调整卡爪5的位置,使卡爪5的内夹持面突出卡盘体1的内孔表面0.5~1mm;
2)安装车床三爪卡盘修爪器
(1)旋转车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉2使其螺杆尾部球面不突出本体3支撑臂底端面;
(2)使用车床三爪卡盘修爪器上的夹紧螺钉4将车床三爪卡盘修爪器夹持在卡爪5的尾部,每个卡爪5各安装一个车床三爪卡盘修爪器;
3)消除盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙
顺时针旋转车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉2使其尾部球面顶在卡盘体1的卡盘壳体外表面,从而导致卡爪5沿卡盘体1直径方向向外移动,从而达到消除盘丝丝槽和卡爪5齿槽指定单侧间隙并预紧的目的;如有必要,使用卡盘扳手依次顺时针旋转卡盘体1上的三个主动锥齿轮2~5°,使盘丝带动卡爪5沿卡盘体1直径方向向内移动,使盘丝丝槽和卡爪5齿槽进一步预紧;
4)在卡爪5的内夹持面用记号笔涂色;
5)使用镗刀镗削卡爪5的内夹持面:
(1)调整机床使镗刀的进给方向与主轴回转轴线成一夹角,夹角的大小和方向应使镗刀可镗削出外小内大、锥度为1:500到1:100的圆锥面,如该车床为普通车床,可以通过调整小溜板的转角来调整镗刀进给方向与主轴回转轴线的夹角,并用小溜板的移动实现镗削进给运动,如该车床为数控车床,可以通过数控程序控制镗刀进给方向与主轴回转轴线的夹角;
(2)进行第一次走刀前调整镗刀刀尖的位置使其距离卡爪5的内夹持面0.1~0.3mm,如卡爪5内夹持面的颜色没被完全镗削掉,则镗削半径比前一次增加0.05mm,直至卡爪5内夹持面上的颜色被完全镗削掉;镗削的次数大于4次才能完成使用镗刀镗削卡爪5的内夹持面的步骤,但镗削次数最多不超过10次即可完成;
6)逆时针旋转卡盘扳手使卡爪5沿卡盘体1直径方向向外移动,直至车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉2与卡盘体1的卡盘壳体外表面分离,拆下车床三爪卡盘修爪器,卡爪5修整完毕;
3.测试卡爪5修整后的径向跳动量
1)把卡爪5从卡盘体1上卸下,清洁盘丝丝槽和卡爪5齿槽,但该步骤不得将卡盘体1从车床主轴上拆下;
2)安装卡爪5,三个卡爪5的安装位置应按照“修整卡爪前的准备工作”中的步骤1)所做的标记进行安装,然后使用外圆面圆度误差小于0.005mm且表面粗糙度小于0.8μm的圆棒夹持在车床三爪式卡盘上,使用千分表测试其外圆表面的径向跳动量;应使用3~5个直径各不相同的圆棒重复测试,所选最大直径的圆棒应为卡盘体1内孔直径1.2~1.5倍、最小直径的圆棒应为卡盘体1内孔直径0.3~0.5倍。
车床三爪卡盘修爪器的上述使用方法,解决了以下问题:
解决了上述的问题4即合理有效的卡爪5内夹持面修整方法的制定:使用该车床三爪卡盘修爪器进行卡爪5内夹持面修整的操作方法简单便利,普通车床操作工人不需要掌握额外的技能即可操作;而且能最大限度地提高车床三爪式卡盘的修整精度。
本发明所述的车床三爪卡盘修爪器按照上述实施方式进行试用,修整烟台环球k21-160卡盘,用该卡盘夹持圆柱工件的径向跳动最大仅为0.02mm;而根据GB4347-1984《三爪自定心卡盘精度》中,夹紧在卡爪大夹持弧中检验棒的径向跳动允许值为:普通卡盘0.08mm。
本发明还可以有其它实施方式,如改变车床三爪卡盘修爪器的形状,使车床三爪卡盘修爪器夹持在卡爪的中部的两侧面而不是在尾部,从而解决了卡爪尾部夹持空间受到限制的问题。如果相关的技术人员在坚持本发明基本技术方案的情况下做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车床三爪卡盘修爪器,其特征在于,所述的一种车床三爪卡盘修爪器包括本体(3)、消隙螺钉(2)与夹紧螺钉(4);
所述的本体(3)为一个叉类结构件,消隙螺钉(2)竖直地安装在本体(3)的支撑臂上的螺纹通孔中,两者之间为螺纹连接,消隙螺钉(2)的回转轴线与支撑臂垂直;夹紧螺钉(4)水平地安装在本体(3)的右槽壁下方的螺纹通孔中,两者之间为螺纹连接,夹紧螺钉(4)的回转轴线与本体(3)的右槽壁垂直;消隙螺钉(2)的回转轴线与夹紧螺钉(4)的回转轴线处于同一竖直平面内并垂直相交。
2.按照权利要求1所述的一种车床三爪卡盘修爪器,其特征在于,所述的本体(3)厚度即前后端面之间的距离为12~25mm,其右端的下方设置有一矩形的凹槽,凹槽的宽度应比卡爪(5)的尾部即被车床三爪卡盘修爪器夹持的位置的尺寸大10~20mm,凹槽的槽底与支撑臂下表面的距离应保证车床三爪卡盘修爪器夹持在卡爪(5)上时卡爪(5)的外端面和凹槽的槽底有5~15mm的距离;凹槽的左槽壁面上布置有与水平面平行的防滑齿,齿数为6~12个,防滑齿的上表面为水平面,下表面为与水平面成45°夹角的斜面,齿顶为宽度0.2~0.5mm的平面,齿高为0.8~1.5mm;凹槽底壁的矩形横截面的高度为本体(3)厚度的1.5~2倍,左槽壁和右槽壁的矩形横截面的长度为本体(3)的厚度的1.2~1.5倍;
凹槽的矩形横截面的右槽壁的下方设置有1个安装夹紧螺钉(4)的螺纹通孔,螺纹规格可选择M6、M8、M10、M12或M16,该螺纹通孔的轴心线在支撑臂下表面之上且两者平行,该螺纹通孔的轴心线与支撑臂下表面的距离为0.5~2mm,螺纹通孔的回转轴线和右槽壁的底端面平行,螺纹通孔的回转轴线与本体(3)的右槽壁垂直;右槽壁的底端面与该螺纹通孔的轴心线的距离为该螺纹通孔大径的0.6~0.8倍;
凹槽的矩形横截面的左槽壁的左侧垂直地设置有矩形横截面的支撑臂,两者之间连成一体,支撑臂的长度即支撑臂左端面到左槽壁左壁面的距离为12~20mm;支撑臂的底端面与左槽壁的底端面共面,并与右槽壁的底端面平行,支撑臂的前后端面和左槽壁的前后端面与右槽壁的前后端面共面,并与连接左槽壁与右槽壁的矩形横截面的凹槽底壁的前后端面共面;支撑臂的左端设置有一个螺纹通孔,螺纹规格可选择M6、M8或M10,螺纹通孔的回转轴线与支撑臂垂直,且距离支撑臂左端面5~8mm;支撑臂的矩形截面高度为本体(3)的厚度的0.5~0.8倍。
3.按照权利要求1所述的一种车床三爪卡盘修爪器,其特征在于,所述的消隙螺钉(2)是使用标准粗牙内六角螺钉经二次加工出尾部球面而制成的,螺纹规格与本体(3)支撑臂设置的螺纹通孔规格相同,其头部为设置有内六角形盲孔的圆柱体,螺杆部的尾端面为球面,球面半径为6~14mm;螺钉长度应保证车床三爪卡盘修爪器完全消除盘丝丝槽和卡爪(5)齿槽的间隙时,螺钉头肩部与本体(3)的支撑臂上表面距离为10~20mm;消隙螺钉(2)与本体(3)中支撑臂上的螺纹通孔配合连接,螺钉头部朝上。
4.按照权利要求1所述的一种车床三爪卡盘修爪器,其特征在于,所述的夹紧螺钉(4)是使用标准粗牙内六角螺钉经二次加工出尾部球面而制成的,螺纹规格与本体(3)凹槽的右槽壁下方设置的螺纹通孔规格相同,其头部为设置有内六角形盲孔的圆柱体,螺杆部的尾端面为球面,球面半径为6~14mm;螺钉长度应保证车床三爪卡盘修爪器夹紧在卡爪(5)尾部时,螺钉头肩部与本体(3)的右槽壁的右壁面距离为10~20mm,夹紧螺钉(4)与本体(3)中右槽壁下方的螺纹通孔配合,螺钉头部朝右。
5.一种车床三爪卡盘修爪器的使用方法,其特征在于,所述的一种车床三爪卡盘修爪器的使用方法的步骤如下:
1)修整卡爪前的准备工作
(1)把卡爪(5)从卡盘体(1)上卸下,把卡盘体(1)中的盘丝丝槽和卡爪(5)的齿槽用抹布擦拭干净,确保其表面没有污物;必要时把卡盘体(1)拆卸清洗;清洁完成后安装好卡盘体(1)和卡爪(5),标记三个卡爪(5)在卡盘体(1)上的安装位置;
(2)在车床刀塔上安装镗刀:选用的镗刀最小镗削直径应为卡盘体(1)内孔直径的0.5~0.9倍,调整好镗刀的悬伸长度,建议使用机夹刀杆和陶瓷精加工刀片;
2)对卡爪进行修整
(1)用卡盘扳手调整卡爪(5)的位置,使卡爪(5)的内夹持面突出卡盘体(1)的内孔表面0.5~1mm;
(2)安装车床三爪卡盘修爪器
a.旋转车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉(2)使其螺杆尾部球面不突出本体(3)支撑臂底端面;
b.使用车床三爪卡盘修爪器上的夹紧螺钉(4)将车床三爪卡盘修爪器夹持在卡爪(5)的尾部,每个卡爪(5)各安装一个车床三爪卡盘修爪器;
(3)消除盘丝丝槽和卡爪齿槽指定的单侧间隙
顺时针旋转车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉(2)使其尾部球面顶在卡盘体(1)的卡盘壳体外表面,从而导致卡爪(5)沿卡盘体(1)直径方向向外移动,从而达到消除盘丝丝槽和卡爪(5)齿槽指定单侧间隙并预紧的目的;如有必要,使用卡盘扳手依次顺时针旋转卡盘体(1)上的三个主动锥齿轮2~5°,使盘丝带动卡爪(5)沿卡盘体(1)直径方向向内移动,使盘丝丝槽和卡爪(5)齿槽进一步预紧;
(4)在卡爪(5)的夹持面用记号笔涂色;
(5)使用镗刀镗削卡爪(5)的内夹持面;
(6)逆时针旋转卡盘扳手使卡爪(5)沿卡盘体(1)直径方向向外移动,直至车床三爪卡盘修爪器上的消隙螺钉(2)与卡盘体(1)的卡盘壳体外表面分离,拆下车床三爪卡盘修爪器,卡爪(5)修整完毕;
3)测试卡爪(5)修整后的径向跳动量。
6.按照权利要求5所述的一种车床三爪卡盘修爪器的使用方法,其特征在于,所述的使用镗刀镗削卡爪(5)的内夹持面是指:
(1)调整机床使镗刀的进给方向与主轴回转轴线成一夹角,夹角的大小和方向应使镗刀可镗削出外小内大、锥度为1:500到1:100的圆锥面,如该车床为普通车床,可以通过调整小溜板的转角来调整镗刀进给方向与主轴回转轴线的夹角,并用小溜板的移动实现镗削进给运动,如该车床为数控车床,可以通过数控程序控制镗刀进给方向与主轴回转轴线的夹角;
(2)进行第一次走刀前调整镗刀刀尖的位置使其距离卡爪(5)的内夹持面0.1~0.3mm,如卡爪(5)内夹持面的颜色没被完全镗削掉,则镗削半径比前一次增加0.05mm,直至卡爪(5)夹持面上的颜色被完全镗削掉;镗削的次数大于4次才能完成使用镗刀镗削卡爪(5)的内夹持面的步骤,但镗削次数最多不超过10次即可完成。
7.按照权利要求5所述的一种车床三爪卡盘修爪器的使用方法,其特征在于,所述的测试卡爪修整后的径向跳动量是指:
1)把卡爪(5)从卡盘体(1)上卸下,清洁盘丝丝槽和卡爪(5)齿槽,但该步骤不得将卡盘体(1)从车床主轴上拆下;
2)安装卡爪(5),三个卡爪(5)的安装位置应按照“修整卡爪前的准备工作”中的步骤(1)所做的标记进行安装,然后使用外圆面圆度误差小于0.005mm且表面粗糙度小于0.8μm的圆棒夹持在车床三爪式卡盘上,使用千分表测试其外圆表面的径向跳动量;应使用3~5个直径各不相同的圆棒重复测试,所选最大直径的圆棒应为卡盘体(1)内孔直径1.2~1.5倍、最小直径的圆棒应为卡盘体(1)内孔直径0.3~0.5倍。
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