數(shù)控車削夾具的分析總結(jié)

車床的夾具主要是指安裝在車床主軸上的夾具，這類夾具和機床主軸相連接并帶動工件一起隨主軸旋轉(zhuǎn)。車床類夾具主要分成兩大類：各種卡盤，適用于盤類零件和短軸類零件加工的夾具；中心孔、頂尖定心定位安裝工件的夾具，適用于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類零件。數(shù)控車削加工要求夾具應(yīng)具有較高的定位精度和剛性，結(jié)構(gòu)簡單、通用性強，便于在機床上安裝夾具及迅速裝卸工件、自動化等特性。

一、 各種卡盤夾具

在數(shù)控車床加工中，大多數(shù)情況是使用工件或毛坯的外圓定位，以下幾種夾具就是靠圓周來定位的夾具

1、三爪卡盤特點

三爪卡盤，是最常用的車床通用卡具，三爪卡盤最大的優(yōu)點是可以自動定心，夾持范圍大，裝夾速度快，但定心精度存在誤差，不適于同軸度要求高的工件的二次裝夾。為了防止車削時因工件變形和振動而影響加工質(zhì)量，工件在三爪自定心卡盤中裝夾時，其懸伸長度不宜過長。如：工件直徑≤30mm，其懸伸長度不應(yīng)大于直徑的3倍；若工件直徑>30mm，其懸伸長度不應(yīng)大于直徑的4倍。同時也可避免工件被車刀頂彎、頂落而造成打刀事故。

2、卡爪

CNC車床有兩種常用的標(biāo)準(zhǔn)卡盤卡爪，是硬卡爪和軟卡爪.當(dāng)卡爪夾持在未加工面上，如，鑄件或粗糙棒料表面，需要大的夾緊力時，使用硬卡爪；通常為保證剛度和耐磨性，硬卡爪要進(jìn)行熱處理，硬度較高。當(dāng)需要減小兩個或多個零件直徑跳動偏差，以及在已加工表而不希望有夾痕時，則應(yīng)使用軟卡爪。軟卡爪通常用低碳鋼制造，軟爪在使用前，為配合被加工工件，要進(jìn)行鏜孔加工。軟爪裝夾的最大特點是工件雖經(jīng)多次裝夾仍能保持一定的位置精度。大大縮短了工件的裝夾校正時間。在車削軟爪或每次裝卸零件時，應(yīng)注意固定使用同一扳手方孔，夾緊力也要均勻一致，改用其他扳手方孔或改變夾緊力的大小，都會改變卡盤平面螺紋的移動量，從而影響裝夾后的定位精度。

3、液壓動力卡盤

三爪卡盤常見的有機械式和液壓式兩種。液壓卡盤，動作靈敏、裝夾迅速、方便，能實現(xiàn)較大壓緊力，能提高生產(chǎn)率和減輕勞動強度。但夾持范圍變化小，尺寸變化大時需重新調(diào)整卡爪位置。自動化程度高的數(shù)控車床經(jīng)常使用液壓自定心卡盤，尤其適用于批量加工。液壓動力卡盤夾緊力的大小可通過調(diào)整液壓系統(tǒng)的油壓進(jìn)行控制，以適應(yīng)棒料、盤類零件和薄壁套筒零件的裝夾。

4、可調(diào)卡爪式卡盤

可調(diào)卡爪式四爪卡盤如圖3所示。每個基體卡座上的卡爪，能單獨手動粗、精位置調(diào)整。可手動操作分別移動各卡爪，使零件夾緊、定位。加工前，要把工件加工面中心對中到卡盤(主軸)中心。可調(diào)卡爪式四爪卡盤要比其他類型的卡盤需要用更多的時間來夾緊和對正零件。因此，對提高生產(chǎn)率來說至關(guān)重要的CNC車床上很少使用這種卡盤。可調(diào)卡爪式四爪卡盤一般用于定位、夾緊不同心或結(jié)構(gòu)對稱的零件表面。用四爪卡盤、花盤，角鐵(彎板)等裝夾不規(guī)則偏重工件時，必須加配重。

5、高速動力卡盤

為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率，對其主軸提出越來越高的要求，以實現(xiàn)高速、甚至超高速切削。現(xiàn)在有的數(shù)控車床甚至達(dá)到100000r／min。對于這樣高的轉(zhuǎn)速，一般的卡盤已不適用，而必須采用高速動力卡盤才能保證安全可靠地進(jìn)行加工。隨著卡盤的轉(zhuǎn)速提高，由卡爪、滑座和緊固螺釘組成的卡爪組件離心力急劇增大，卡爪對零件的夾緊力下降。試驗表明φ380 ㎜的楔式動力卡盤在轉(zhuǎn)速為2000 r/min時，動態(tài)夾緊力只有靜態(tài)的1/4。高速動力卡盤常增設(shè)離心力補償裝置，利用補償裝置的離心力抵消卡爪組件離心力造成的夾緊力損失。另一個方法是減輕卡爪組件質(zhì)量以減小離心力。

二、軸類零件中心孔定心裝夾

在兩頂尖間安裝工件。對于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類零件，為保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。

1．中心孔

中心孔是軸類零件的常用定位基準(zhǔn)，工件裝在主軸頂尖和尾座頂尖之間，但車床兩頂尖軸線如不重合（前后方向），車削的工件將成為圓錐體。因此，必須橫向調(diào)節(jié)車床的尾座，使兩頂尖軸線重合。中心孔類型的選擇，不可忽視。軸類零件兩端用來支承、裝夾用的中心孔，有四種類型。其結(jié)構(gòu)與用途均有區(qū)別，適應(yīng)不同的加工精度與裝夾要求，不可混用。因此，選擇時應(yīng)注意遵循下述原則：

1）對于精度一般的軸類零件，中心孔不需要重復(fù)使用的，可選用A型中心孔，如圖4。

2）對于精度要求高，工序較多需多次使用中心孔的軸類零件，應(yīng)選用B型中心孔。B型中心孔比A型多一個1200度的保護(hù)錐，用來保護(hù)60度錐面不致碰傷。如圖5。

3）C型中心孔是將上述兩種中心孔的圓柱孔部分，用內(nèi)螺紋來代替。對于需要在軸向固定其他零件的工件，可選用這種帶內(nèi)螺紋的中心孔。

4）R型中心孔與A型的區(qū)別是將60度面錐面變?yōu)閳A弧面，因而與頂尖的接觸變?yōu)榫€接觸，可自動糾正少量的位置偏差。適用于定位精度要求高的軸類零件，但很少使用。

2．自動夾緊撥動卡盤。

在數(shù)控車床上加工軸類零件時，毛坯裝在主軸頂尖和尾座頂尖之間，工件用主軸上的撥動卡盤或撥齒頂尖帶動旋轉(zhuǎn)。這類夾具在粗車時可傳遞足夠大的轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)主軸高轉(zhuǎn)速地切削。工件安裝在頂尖和車床的尾座頂尖上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)車床尾座螺桿并向主軸方向頂緊工件時，頂尖也同時頂壓起著自動復(fù)位作用的彈簧，頂尖在向左移動的同時，套筒也將與頂尖同步移動。在套筒的槽中裝有杠桿，當(dāng)套筒隨著頂尖運動時，杠桿的左端觸頭則沿錐環(huán)的斜面繞著支撐銷軸線作逆時針方向擺動，從而使杠桿右端的觸頭夾緊工件，并將機床主軸的轉(zhuǎn)矩傳給工件。

3．撥齒頂尖

撥齒頂尖。殼體可通過標(biāo)準(zhǔn)變徑套或直接與車床主軸孔聯(lián)結(jié)，殼體內(nèi)裝有用于坯件定心的頂尖，撥齒套通過螺釘與殼體聯(lián)結(jié)，止退環(huán)可防止螺釘?shù)乃蓜印?shù)控車床通常采用此夾具加工φ10～φ660mm直徑的軸類零件。

4．復(fù)合卡盤與一夾一頂

復(fù)合卡盤不僅可適用在兩頂尖間安裝工件，還適用于一夾一頂安裝工件。為保證加工過程中剛性較好，車削較重工件時采用一端夾住另一端用后頂尖的方法。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支承，或利用工件的臺階限位，這樣能承受較大的軸向切削力，軸向定位準(zhǔn)確。

中心孔定心裝夾工件的一些注意點如下：

在頂尖間加工軸類工件時，車削前要調(diào)整尾座頂尖軸線與車床主軸軸線重合。在兩頂尖間加工細(xì)長軸時，應(yīng)使用跟刀架或中心架。在加工過程中要注意調(diào)整頂尖的頂緊力，死頂尖和中心架應(yīng)注意潤滑。使用尾座時，套筒盡量伸出短些，以減小振動。

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