液压自定心中心架凸轮曲线的推导研究

液 压 自定 心 中心 架 凸 曲线 的推 导研 究 轮
卢 学玉 谢 能斌 ｚ （江南 大学 机械 学 院 ， 无锡 ２４ ２ ） １ １２ （ 济南 第 四机床厂 ， 济南 ２００ ） ５ １ １
Ｔｈ ａ ｃ ｒｅ ｄ ｄ ｃ ｓ ａ ｃ ｆｈ ｙ ｒ ｕｉ ｅｆｃ ｎ ｒ ｄｓｅ ｄ ｓ ｅｃ ｍ ｕ ｖ ｅ ｕ ｅｒ ｅ ｒ ｈｏ ｅｈ ｄ ａ ｌ ｓ ｌ ｅ ｔ ｔ ａ ｙｒ ｔ ｅ ｔ ｃ － ｅ ｅ
图 １液压 自定心中心架基本结心 中心 架 的工 作 原 理 图 ２ ， 。动 力 由活 架正处 于夹紧工作状态 ，片状 凸轮 曲线上 的工作点在一定 的压
其位置非常稳定 ， 只表现为重复定心精度。再假设工 塞通过活塞杆 １ 给片状 凸轮 ６ 传 ，片状凸轮 ６带动两夹杆 ８平 力下工作 ，
” 构成中心 ， 而实 现 自动定心 。因此 ， 从 液压 自定 心中心架
的定心精度就取决 于片状 凸轮 的曲线方程和主尺寸链 中各零件
头
的制造精度 。
２ 片状 凸轮 曲线方程 的推导计算
根 据液压 自定心中心架的基本结构图 １ ，简化得 到它 的主
尺寸链示 意图 ３ ，因两侧夹杆 和片状 凸轮曲线关 于中顶杆 中心 线对称 ， 所以只要 推导 出其 中一侧的 曲线方程就可， 在此推导左 边 曲线方程 。 由液压 自定心 中心架的工作 原理 ， 再 可以假设 中心
中图分 类号 ：Ｈ１２２ 文 献标识 码 ： Ｔ １． Ａ
精密细长轴类零件在数控车床上加工 时，一般采用轴的一 Ｉ开始 自动定心夹紧， ： 此时滚轮 １随着片状 凸轮 ６的前移 ， 滚轮 端用卡盘夹紧 ， 另一端用尾架顶尖； 在数控磨床上加工 时， 一般两 Ｉ 在其 曲线上滑动 ， 杆 ８以支座 ９为旋转中心摆 动的同时 ， 夹 也
１ 液压 自定心 中心架 的工作原理
液压 自定心 中心架 的基本结构 ， 如图 １ 所示。
图 ２ 液 压 自定 心 中心 架 工 作 原 理 图
使工件 逆着 中顶杆前进方 向移动 ， 直到夹紧工件 ， 滚轮在片 状 凸轮 曲线上 的位置确定 ， 两夹杆和 中顶杆与工件接触 的点 Ａ ，
，
端都用顶尖 ， 采用拨转套传递动力（ 可同数控车床装夹 ）当刀 产 生 前 移 滑 动 。两 夹 杆 的 合 力 ， 图 ２所 示 。 也 ， 如
具或砂轮加工轴 中部时 ，由于径 向切削力会使轴产生较 大的挠 度， 从而影响轴 的加工精度 ， 而液压 自定心中心架 可以自动定心 ，
约束工件旋转 中心 ， 抵消径 向切削力 ， 大大提高加工精度 。在液
Ｙ ＝ ３ ６ ３ 托＋ ｌ （） ９
２ ． 先 求斜 率 ｋ 的值 ： ．１ ３
由夹 头 和 夹 杆 的 关 系 得 ：
滚轮在凸轮 曲线上起始点 ｘ Ｙ）通常设 为定点 ； ｉ ｉ， ， 滚轮在凸轮 曲线上终点 Ｌ ｘ Ｙ）通常设 为定点 （ ｔ， ，
滚轮 中心 点 Ｄ（ Ｙ） ｘ， ； ‘
由大变小 ）片状 凸轮 曲线 ， 直 向前运动 ， 支座 ９不旋转 ， 夹杆 ８只在支座 ９中滑动 ， 当片状 件 的半径 按一定 的规律逐渐变化 （ 上 的点依次确定 ， 所有滚轮与 凸轮 曲线 的接触点形成 曲线 １通 ， 凸轮 ６与调整块 １及 中顶杆 １之不存 在间隙 ｔ ， ， ： 时 动力 由片状
一２ ５一
所 对 应 的点 ）的 距 离 得 到 的 曲线 方 程 才 是 片 状 凸 轮 在 参 照 点 夹 紧 轴 截距 为 ｂ， 以 夹 头直 线 方 程 为 ： 后 静 止时 的 曲线 ２ 其 主 尺寸 链 上 各 参 数 坐 标 ， 图 ３所 示 。 。 如 凸轮 曲线 与 滚 轮 接 触 点 Ｅ ｘ Ｙ ； （ ，）
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机 械 设 计 与 制 造
一
第 ４期
２０ ０ ８年 ４月
２ 一 ４
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ
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Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ
文章编号：０ １ ３９ （０ ８ ０ — ０ ４ ０ １０ — ９ ７ ２ ０ ）４ ０ ２ － ３
压 自定心 中心架 中， 片状 凸轮是关 键构件 ， 它的制造精度直接影 响着中心架 的定心精度 ，详尽地叙述 了片状 凸轮无条件 曲线方 程推导过程 ， 并采用完全互换 的几何精度设计方法 ， 讲述 了液压 中心架主尺寸链 中各零件 的精度设计 ， 为液压 自定心 中心架的系 列化提供了捷 径。
ｋｔ ｒ （ ） 】 ３ ［ｔ ＝ ａｇ 一 ｇ ｃ
２３ ．． ２求截距 ｂ
由夹头直线经过点 Ｂ ｘ，：， 曰点代人 （ ） ： （ ）把 Ｙ ９得
广
（） １ ０
夹杆 支座 Ｃ ｃｄ ， （ ，）通常设为定点 ； 夹杆 与夹头的交点 Ｂ ｘ，２； （ ｙ） 夹头 与工件的交点 Ａ（ Ｙ） ３；
此设起始 凸轮 曲线上与工作点 凸轮通过调整块 １中顶杆 １ 传给夹 头 １， 。 ： 两侧夹杆 ８ 中顶杆 过消除 曲线上工作点与参 照点 （ 和
来 稿 日期 ：０ ７ ０ － ９ ２０ — ９ ０
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