液压锁紧辅助支承

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在机床夹具设计时，常用到辅助支承。辅助支承是在定位支承对工件定位，夹紧机构夹紧后才参与支承，不起任何消除自由度的作用，而是增强被加工工件的刚性，提高加工过程的稳定性。辅助支承的具体结构形式有多种，但从目前生产实际来看，几乎都是手动式辅助支承，即使是在大批大量生产中也是如此。这与大批大量生产中的工装应操作简单、动作迅速、辅助时间短、劳动强度小的要求相悖。为此，能实现自动操作的辅助支承就成为了机床夹具设计的一个新课题。
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图1 自动调节支承
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# g/ Q7 I1 m  y7 E+ J图2 推引式辅助支承
1 机动辅助支承分析
( h' K5 u: ]) J现已标准化的辅助支承，如六角头支承(GB2227—80)，圆柱头调节支承(GB2229—80)，由于是用螺旋副来调节支承的高度，不能实现机动。自由调节支承(如图1，GB2238—80)虽然能自动调节支承高度，但用斜锲锁紧，也难以实现自动操作。推引式辅助支承(如图2，GB2238—80)是靠斜面调节支承高度，若改成机动，则由于斜锲的增力作用，可能会对工件产生较大的作用力，破坏工件的定位，将违背辅助支承的要求。
鉴于标准化的辅助支承均不能实现自动操作，我们在此基础上进行改进，设计出如图3所示能自动操作的液压锁紧辅助支承。其作用原理是：滑柱1依靠弹簧3与工件接触(即高度能自动调节)，弹簧弹力可用螺钉2调节。当工件定位、夹紧后经系统控制从油道6通入压力油，使薄壁夹紧套5锁紧滑柱。加工结束后，先让压力油中的压力消失，卸下工件，滑柱在弹簧的作用下向上回位。辅助支承通过螺纹4安装在夹具体上。
4 c7 y# C* \  r/ D# k' J这种机构中的压力油的压力可按下式确定
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式中：p为压力油压强：
; V& ^" N( x, D) N( |k为系数，取2 ～ 5，精加工时取小值，粗加工时取大值：
3 U6 y( m4 ]1 Q8 c1 C1 vW为支承所受的轴向力：
' t. g, d8 c+ T  W  ~, G% Y) C! vr为夹紧套半径：
l为夹紧套长度：
* Z/ R: Z8 t) }# T/ d6 G* u; rµ为夹紧套与滑柱间的摩擦系数。
根据所需压力油的大小，来选定液压缸的直径。为了验证该辅助支承的性能，我们制作了一套样品，做了如下实验。如图4 所示，为在铣床上加工工件悬伸臂的两侧面，定位基准和夹紧位置远离加工表面，悬伸壁刚性差。为了避免在加工中生产变形和振动，在悬伸臂部位加设辅助支承。工件定位后，辅助支承与工件接触，然后自动锁紧，并在此处夹紧，以增加安装刚度。切削速度为120mm/min，进给量0.08mm/齿，切削深度4mm。实验结果表明：工件在此处设辅助支承后其变形量(0.01mm)比不加辅助支承减小了70%。辅助支承操作方便，动作迅速。

' l: U+ E8 [/ y; S, O图3 液压锁紧辅助支承

图4 辅助支承
' g6 g2 |, p9 c2 h- b% t! |1 c0 f% X2 结论
液压锁紧辅助支承可克服传统辅助支承不能自动操作的弊病。通过以上分析和实验证明，该辅助支承具有结构紧凑，操作方便，动作迅速，实用性强等优点，可以在实际生产中推广。
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