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(jī)床主軸相連接并帶動(dòng)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(zhǎng)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(jiǎn)單、通用性強(qiáng)，便于在機(jī)床上安裝夾具及迅速裝卸工件、自動(dòng)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(diǎn)

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(diǎn)是可以自動(dòng)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(shí)因工件變形和振動(dòng)而影響加工質(zhì)量，工件在三爪自定心卡盤中裝夾時(shí)，其懸伸長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)。如：工件直徑≤30mm，其懸伸長(zhǎng)度不應(yīng)大于直徑的3倍；若工件直徑>30mm，其懸伸長(zhǎng)度不應(yīng)大于直徑的4倍。同時(shí)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(shí)，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(gè)或多個(gè)零件直徑跳動(dòng)偏差，以及在已加工表而不希望有夾痕時(shí)，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(diǎn)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(shí)間。在車削軟爪或每次裝卸零件時(shí)，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(huì)改變卡盤平面螺紋的移動(dòng)量，從而影響裝夾后的定位精度。

3、液壓動(dòng)力卡盤

三爪卡盤常見的有機(jī)械式和液壓式兩種。液壓卡盤，動(dòng)作靈敏、裝夾迅速、方便，能實(shí)現(xiàn)較大壓緊力，能提高生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。但夾持范圍變化小，尺寸變化大時(shí)需重新調(diào)整卡爪位置。自動(dòng)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(dòng)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(gè)基體卡座上的卡爪，能單獨(dú)手動(dòng)粗、精位置調(diào)整?？墒謩?dòng)操作分別移動(dòng)各卡爪，使零件夾緊、定位。加工前，要把工件加工面中心對(duì)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(shí)間來夾緊和對(duì)正零件。因此，對(duì)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(duì)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(shí)，必須加配重。

5、高速動(dòng)力卡盤

為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率，對(duì)其主軸提出越來越高的要求，以實(shí)現(xiàn)高速、甚至超高速切削?，F(xiàn)在有的數(shù)控車床甚至達(dá)到100000r／min。對(duì)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(dòng)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(duì)零件的夾緊力下降。試驗(yàn)表明φ380 ㎜的楔式動(dòng)力卡盤在轉(zhuǎn)速為2000 r/min時(shí)，動(dòng)態(tài)夾緊力只有靜態(tài)的1/4。高速動(dòng)力卡盤常增設(shè)離心力補(bǔ)償裝置，利用補(bǔ)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(gè)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(duì)于長(zhǎng)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(shí)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(shí)應(yīng)注意遵循下述原則：

1）對(duì)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(duì)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(gè)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(duì)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(dòng)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(dòng)夾緊撥動(dòng)卡盤。

在數(shù)控車床上加工軸類零件時(shí)，毛坯裝在主軸頂尖和尾座頂尖之間，工件用主軸上的撥動(dòng)卡盤或撥齒頂尖帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這類夾具在粗車時(shí)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(shí)，頂尖也同時(shí)頂壓起著自動(dòng)復(fù)位作用的彈簧，頂尖在向左移動(dòng)的同時(shí)，套筒也將與頂尖同步移動(dòng)。在套筒的槽中裝有杠桿，當(dāng)套筒隨著頂尖運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)針方向擺動(dòng)，從而使杠桿右端的觸頭夾緊工件，并將機(jī)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?dòng)。數(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(shí)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(tái)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(diǎn)如下：

在頂尖間加工軸類工件時(shí)，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(zhǎng)軸時(shí)，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(rùn)滑。使用尾座時(shí)，套筒盡量伸出短些，以減小振動(dòng)。

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