如何开发和研究新型的装夹卡具

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在不同的摩擦条件下调节轴向夹紧力,能够起到不同的夹紧效果。在此基础上,笔者认为装夹卡具夹紧结构还有改善的空间:一方面是通过斜表面上的两个楔角适量减小,可以放大夹紧的效果,但楔角减小的同时,夹紧行程会逐渐增加,因此要适当控制拉杆的楔角,最大只能达到夹紧结构所允许的最大行程,一般拉杆楔角减小到10°~15°为宜,而斜面楔角减小到25°~35°为宜。另一方面是对斜楔表面的摩擦条件进行改善,在摩擦系数减小之后,能够起到明显的夹紧力效果。

HSK系统夹紧工具的应用机械加工时,需要双面定向径向的锥面和轴向的法兰端面,并将其和主轴的刚性连接起来,在加工安装的时候,要求锥柄和主轴的锥孔紧密接触,这就需要提高装夹卡具的定心作用,提高作用于夹紧结构的定心力,然后向一个方向慢慢移动拉杆,直到弹性夹爪在前端的锥面上慢慢径向展开,以便将夹爪外锥面作用于内孔锥面上,从而使得锥柄发生弹性变性,就能够卡在主轴内的锥孔面上,夹紧主轴和法兰盘端面,实现装夹卡具的定位功能和夹紧功能。

在限制轴向位置的时候,端面决定了轴向的位置,其误差几乎为零,但仍然需要考虑主轴和端面可能产生的误差,以及端面和主轴接触后可能出现的变形,也就是说,锥面的配合性质基本决定了径向位置的精确度。通过以上的改进,装夹卡具就能够减少机械工业加工夹紧中的误差,满足机械加工的精度要求。

NC5系统夹紧工具的应用NC5在机械加工中的夹紧原理是进入主轴孔的刀柄和拉钉、拉杆贴合,利用弹簧的预应作用,使得法兰面和主轴端面紧密相连,弹簧夹套卡住拉钉后,克服弹簧的预紧力,达到双面定位的效果。NC5系统夹紧工具在现代机械工业加工中的应用,需要注意以下几个方面的问题:

一是通过试验拉力和静态刚度之间的关系,可以发现在拉力增加之后,静态强度也会随着加大,系统要求将拉力控制在5.5kN左右,这样就能保持静态刚度基本稳定的状态。

二是夹紧力,NC5必须有足够的夹紧能力,才能满足刀柄端面完全接触主轴端面的要求,但需要耗费20%左右的夹紧力,由此需要克服锥套对弹簧的预紧影响,控制夹紧力在临界值之内,防止刀柄的端面和主轴的端面脱离。NC5也是机械加工中重要的装夹卡具,在现代机械工业加工的发展中,越来越被广泛应用,我们应该进一步加强对这种装夹卡具的研究力度,发挥NC5在机械加工中的夹紧能力。

综上所述,现代机械工业加工需要利用装夹卡具固定工件,并准确定位加工元件的位置,常见的装夹卡具有标准化通用夹具、针对性专用夹具、成组夹具和组合夹具,这些装夹卡具具有不同的特点和功能,譬如组合夹具能够适用多种加工对象,而且还可以反复使用。然而随着机械工业加工行业的现代化发展,对加工所需要的装夹卡具要求越来越高,笔者认为除了需要通过放大装夹卡具夹紧效果和改善斜楔表面摩擦条件,以改进装夹卡具夹紧结构的形式,另一方面还需要进一步应用HSK系统夹紧工具和NC5系统夹紧工具,减少机械工业加工夹紧中的误差,满足机械加工的精度要求。

作者：高陶单位：美泰普斯光电科技(大连)有限公司