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1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第3章 分度裝置設(shè)計(jì),南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程系 數(shù)控技術(shù)教研室,分度裝置的結(jié)構(gòu)和類型。 分度對(duì)定機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 分度裝置的應(yīng)用。 分度精度的分析。,第3章 分度裝置設(shè)計(jì),,本章要點(diǎn),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(chǎng)景導(dǎo)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

2、直。 本任務(wù)設(shè)計(jì)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(chǎng)景導(dǎo)入,,3.2.1 分度裝置的結(jié)構(gòu)和主要類型 1. 概述,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.2 常見的等分表面,圖3.3所示為帶有回轉(zhuǎn)分度裝置的車床夾具，可車削柱塞泵分度圓盤上七個(gè)等分孔，如圖3.4所示。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.3 帶有回轉(zhuǎn)分度裝置的車床夾具,1彈簧； 2對(duì)定銷； 3本體； 4壓板； 5分度盤； 6定位盤； 7轉(zhuǎn)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(zhuǎn)體,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.4 柱塞泵分度圓盤,2

3、. 分度裝置的類型 常見的分度裝置有以下兩大類。 (1) 回轉(zhuǎn)分度裝置。它是一種對(duì)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(duì)直線方向上的尺寸進(jìn)行分度的裝置，其分度原理與回轉(zhuǎn)分度裝置相同。 重點(diǎn)介紹回轉(zhuǎn)分度裝置,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),, 按分度盤和對(duì)定銷相對(duì)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(chǔ) 知 識(shí),,圖3.5 回轉(zhuǎn)分度裝置的基本形式 1回轉(zhuǎn)工作臺(tái)；2轉(zhuǎn)軸；3分度盤；4對(duì)定銷；5夾具體, 按分度盤回轉(zhuǎn)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

4、可按機(jī)床類型以及工件被加工面的位置等具體條件設(shè)計(jì)。 按分度裝置工作原理的不同，可分為機(jī)械分度、光學(xué)分度等類型。 機(jī)械分度裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，應(yīng)用廣泛。光學(xué)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(dá)10，但由于對(duì)工作環(huán)境的要求較高，故在機(jī)械加工中的應(yīng)用受到限制。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),, 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(zhǔn)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(jiǎn)化專用夾具的設(shè)計(jì)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、

5、蝸輪副，分度精度為1，故只能滿足一般需要。在成批生產(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(chǔ) 知 識(shí),,3. 分度裝置的結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)分度裝置由固定部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、分度對(duì)定機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)、抬起鎖緊機(jī)構(gòu)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(dāng)于夾具體。 (2) 轉(zhuǎn)動(dòng)部分。轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括回轉(zhuǎn)盤、襯套和轉(zhuǎn)軸等。 (3) 分度對(duì)定機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)。 (4) 抬起鎖緊機(jī)構(gòu)。大型分度裝置還需設(shè)置抬起機(jī)構(gòu)。 (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(chǔ) 知 識(shí),,3.2.2 分度裝置的設(shè)計(jì) 1. 分度對(duì)定機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1

6、) 分度對(duì)定機(jī)構(gòu) (1) 鋼球?qū)Χ?。如圖3.6(a)所示 (2) 圓柱銷對(duì)定。如圖3.6(b)所示 (3) 菱形銷對(duì)定。如圖3.6(c)所示 (4) 圓錐銷對(duì)定。如圖3.6(d)所示 (5) 雙斜面楔形槽對(duì)定。如圖3.6(e)所示 (6) 單斜面楔形槽對(duì)定。如圖3.6(f)所示 (7) 正多面體對(duì)定。正多面體是具有精確角度的基準(zhǔn)器件 (8) 滾柱對(duì)定。如圖3.6(h)所示,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.6 分度對(duì)定機(jī)構(gòu) 1精密滾柱；2套環(huán)；3圓盤,2) 控制機(jī)構(gòu) 圖3.7(a)所示為結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化的GB/T 221591手拉式定位器。,3.2 基 礎(chǔ) 知

7、 識(shí),,圖3.7 分度對(duì)定的操縱機(jī)構(gòu),1對(duì)定銷； 2襯套；3導(dǎo)套； 4橫銷；5捏手；,圖3.7(b)所示為GB/T 221691槍柱式定位器。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.7 分度對(duì)定的操縱機(jī)構(gòu),6對(duì)定銷； 7手柄；,2) 控制機(jī)構(gòu) 圖3.7(c)所示為齒輪齒條式操縱機(jī)構(gòu)。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.7 分度對(duì)定的操縱機(jī)構(gòu),8對(duì)定銷； 9小齒輪 ；,2. 抬起及鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 圖3.8(a)所示為彈簧式抬起鎖骨機(jī)構(gòu)，頂柱2通過彈簧1把轉(zhuǎn)盤3抬起，轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)圓偏心軸9，經(jīng)滑動(dòng)套11，軸承7把回轉(zhuǎn)

8、盤6拾起。反向轉(zhuǎn)動(dòng)圓偏心，經(jīng)螺釘12、滑動(dòng)套11和螺紋軸8，即可將回轉(zhuǎn)盤鎖緊。 圖3.8(c)所示為最大型分度轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤19；回油經(jīng)油口A和回油系統(tǒng)15排出。靜壓使轉(zhuǎn)盤抬起0.1mm。轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,,圖3.8 抬起鎖緊機(jī)構(gòu) 1彈簧；2頂柱；3轉(zhuǎn)盤；4鎖緊圈；5錐形圈； 6回轉(zhuǎn)盤；7軸承；8螺紋軸；9圓偏心軸； 10、17轉(zhuǎn)臺(tái)；11滑動(dòng)套；12螺釘；13手柄；14液壓缸； 15回油系統(tǒng)；16油路系統(tǒng)；

9、18鎖緊裝置；19轉(zhuǎn)盤,3.2.3 分度裝置的應(yīng)用 1. 通用回轉(zhuǎn)分度裝置 (1) 立軸式通用回轉(zhuǎn)臺(tái) 立軸式通用回轉(zhuǎn)臺(tái)常用于鉆床或銑床，回轉(zhuǎn)臺(tái)已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，轉(zhuǎn)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(chǔ) 知 識(shí),,圖3.9 立軸式通用回轉(zhuǎn)臺(tái) 1轉(zhuǎn)盤；2轉(zhuǎn)臺(tái)體；3銷；4轉(zhuǎn)軸；5錐形圈；6鎖緊圈； 7螺桿軸；8手柄；9分度襯套；10對(duì)定銷；11彈簧；12齒輪套,(2) 臥軸式通用回轉(zhuǎn)臺(tái) 臥軸式通用回轉(zhuǎn)臺(tái)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(zhuǎn)盤直徑有250、350 mm等幾種規(guī)格，其分度孔數(shù)

10、可按需要鏜出；另一類用于搖臂鉆床。當(dāng)聯(lián)合使用專用夾具時(shí)，可增設(shè)一個(gè)支架，以提高夾具的剛度和穩(wěn)定性?；剞D(zhuǎn)臺(tái)的分度精度為1。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.10 臥軸式通用回轉(zhuǎn)臺(tái) 1半圓鍵；2移動(dòng)軸；3螺釘； 4偏心軸；5手柄；6轉(zhuǎn)盤； 7轉(zhuǎn)臺(tái)體；8定位銷；9轉(zhuǎn)軸； 10彈簧；11撥桿；12轉(zhuǎn)動(dòng)套； 13擋銷；14菱形銷；15分度襯套,圖3.11所示為與回轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)合使用的專用夾具,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.11 與回轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)合使用的鉆模,2. 端齒盤分度裝置,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,圖3.12 誤差平均效應(yīng),1) 端齒盤分度的“誤差平均效應(yīng)”,2) 端齒盤分度裝置的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn),3.2 基 礎(chǔ)

11、 知 識(shí),,圖3.13 端齒盤分度裝置 1移動(dòng)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(nèi)座圈；10轉(zhuǎn)盤(上齒盤)；11底座,端齒盤分度裝置的特點(diǎn)如下: (1) 分度精度高，分度精度的重復(fù)性和持久性好。一般機(jī)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(dāng)于上、下齒盤在連續(xù)不斷地對(duì)研，因此使用越久，上、下齒盤的嚙合越好，分度精度的重復(fù)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(yīng)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(dòng)定心，整個(gè)分度盤形成一

12、個(gè)剛度良好的整體。 (4) 結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。 (5) 端齒盤的加工工藝較復(fù)雜，制造成本較高。端齒盤對(duì)防塵和鎖緊也有較高的要求。,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,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(shè)計(jì)，因此可得,3.2 基 礎(chǔ) 知 識(shí),,,圖3.14 端齒盤的基本參數(shù),通過第1、2章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該掌握了專用機(jī)床夾具定位和夾緊方案的確定和設(shè)計(jì)原則。通過3.2節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)該掌握了分度裝置的種類和結(jié)構(gòu)，掌握了分度對(duì)定機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。 下面將回到3.1節(jié)所介紹的工作場(chǎng)景中，完成工作任務(wù)。,3.3 回到工作場(chǎng)景,,,任務(wù)： 如圖3.17所示為曲柄板零件工序簡(jiǎn)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(shí) 訓(xùn),,,圖3.17 曲柄板零件工序簡(jiǎn)圖,圖3.18 曲柄板零件鉆孔立軸回轉(zhuǎn)分度式鉆床夾具,1轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤； 2螺母； 3開口墊圈； 4活動(dòng)V形塊； 5對(duì)定銷； 6抬起手柄； 7支承釘,