车床通用夹具的选用

时间：2023-10-04 百科知识版权反馈

【摘要】：通用夹具是指结构、尺寸已规格化,且具有一定通用性的夹具,其特点是适应性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。普通车床用的通用夹具主要有卡盘、花盘、顶尖、中心架、跟刀架等,根据各种工件的形状和大小不同,选择不同的夹具来安装工件。三爪卡盘是车床上最常用的装夹工件的夹具,它装夹方便,自动定心。四爪卡盘的夹紧力大,适用于夹持较大的圆柱形工件和形状不规则的工件。

通用夹具是指结构、尺寸已规格化,且具有一定通用性的夹具,其特点是适应性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化,且成为机床附件。

普通车床用的通用夹具主要有卡盘、花盘、顶尖、中心架、跟刀架等,根据各种工件的形状和大小不同,选择不同的夹具来安装工件。

一、卡盘

1.三爪卡盘

三爪卡盘是车床上最常用的装夹工件的夹具,它装夹方便,自动定心。不同的规格卡盘,它都有一个夹持范围,超出范围因夹持力不够容易损坏卡盘,可根据工件的大小来选择卡盘的大小。三爪卡盘的卡爪有正爪和反爪,正爪可夹外圆也可以撑内孔,反爪只能夹直径较大的零件。新的卡盘的定心精度相对较高,但经使用后因卡爪等的磨损,定心精度就容易受损。工件上同轴度要求较高的表面,应尽可能在一次装夹中车出。

1)三爪卡盘的结构

三爪卡盘是由爪盘体1、小锥齿轮2、大锥齿轮3(另一端是平面螺纹)和三个卡爪4组成。如附图4-1所示。三个卡爪上有与平面螺纹相同螺牙与之配合,三个卡爪在爪盘体中的导槽中成120°均布。爪盘体的锥孔与车床主轴前端的外锥面配合,起对中作用,通过键来传递扭矩,最后用螺母将卡盘体锁紧在主轴上。

附图4-1 三爪卡盘

(a)正爪三爪卡盘;(b)结构图;(c)反爪三爪卡盘

1—爪盘体;2—小锥齿轮;3—大锥齿轮;4—卡爪

2)三爪卡盘的工作原理

当转动其中一个小伞齿轮时,即带动大伞齿轮转动,其上的平面螺纹又带动三个卡爪同时在卡盘体的三条T形槽内向中心或者向外移动从而实现自动定心。

3)安装工件

用三爪卡盘安装工件的方法如附图4-2,可按下列步骤进行:

(1)工件在卡爪间放正,轻轻夹紧。

(2)放下安全罩,开动机床,使主轴低速旋转,检查工件有无偏摆,若有偏摆应停车,用小锤轻敲校正,然后紧固工件。紧固后,必须取下扳手,并放下安全罩。

(3)移动车刀至车削行程的左端。用手旋转卡盘,检查刀架是否与卡盘或工件碰撞。

附图4-2 用三爪卡盘装夹工件的方法

(a)正爪夹外圆;(b)正爪撑内孔;(c)反爪夹大直径;(d)三爪卡盘与顶尖配合使用

2.四爪卡盘(单动卡盘)

四爪卡盘也是车床上常用的卡盘之一,四爪卡盘上四个卡爪分别通过转动螺杆而沿四个方向单独运动,也称单动卡盘,如附图4-3。因它是单动的,因此它对工件的安装要求比较高,完全靠人工的技术决定工件的安装精度。在工件安装时,一般在工件的外加工表面进行划线,用顶尖或者是划针盘来找正工件的位置,一边调整一边找正。四爪卡盘的夹紧力大,适用于夹持较大的圆柱形工件和形状不规则的工件。

附图4-3 四爪卡盘及装夹工件的方法

(a)四爪卡盘外形图;(b)按划线找正

用四爪卡盘装夹工件,按以下步骤进行:

(1)按工件的大小,调整卡盘中任二个成90°的卡爪到一定的位置;

(2)装上工件,调整另二个卡爪至夹紧状态,但夹紧力不要太大,能夹紧不掉下为好;

(3)用划针盘或尾架顶尖对工件的划线或基准面进行粗找正;

(4)对工件粗找正到一定位置时,对工件进行夹紧;

(5)对工件进行试切、测量、调整、再试切、测量达到满足图纸要求;

(6)当工件加工完工后,对工件定位基准的对面的二个卡爪进行标识(用粉笔等);

(7)在以后的拆装过程中,只对有标识的卡爪进行移动,其余两个不要动它,以防基准转换,影响工件的加工精度。

二、花盘

花盘比法兰盘直径要大,一般接近机床的加工直径,花盘上还有沿径向方向分布的长短不一的导槽,以及在端面上分布着一定直径的小槽。径向槽主要用来安装夹紧螺钉用,可根据工件的大小,调整螺钉的位置,直径方向的小槽,主要用于安装工件时,对工件进行粗定位。工件安装上花盘,并用压板、角铁、螺钉、螺母等进行固定,按加工前划线进行找正,后夹紧。在加工前要判定工件安装是否平衡,如失衡过大要进行适当的配重,以防振动。如附图4-4所示为花盘装夹工件的实例。

附图4-4 花盘装夹工件

(a)花盘上装夹工件;(b)花盘与弯板配合装夹工件

1—垫铁;2—压板;3—压板螺钉;4—T形槽;5—工件;6—弯板;7—可调螺钉;8—配重铁;9—花盘

三、顶尖

常用的顶尖分为死顶尖和活动顶尖,如附图4-5。

附图4-5 顶尖

(a)死顶尖;(b)活顶尖

1.死顶尖

死顶尖又分为普通死顶尖、硬质合金死顶尖和梅花形硬质合金死顶尖。

(1)普通死顶尖。一般用碳素工具钢制作。用在工件转速很慢或是顶尖与工件之间没有相对运动的情况下,否则顶尖容易退火,失去作用。

(2)硬质合金死顶尖。它是一种最常用的顶尖,就是在普通顶尖的尖部焊上一种硬质合金材料,表面光滑,摩擦力小,硬质合金一般不会退火,使顶尖比较稳定。

(3)梅花死顶尖。顶尖的圆锥面四周有几个凹形面形状像梅花,工件与顶尖接触面积少,不容易发热,一般用在精加工比较多。

2.活动顶尖

工件与顶尖相对不动,顶尖与外壳做相对运动,根据顶尖的精度来决定加工件的精度,一般这种顶尖精度较高。

3.工件在两顶尖之间的安装(拔盘、鸡心夹头、顶尖三种附件配合使用)

较长或加工工序较多的轴类工件,为保证工件同轴度要求,常采用两顶尖的装夹方法,如附图4-7(a)所示。工件支撑在前后两顶尖间,由卡箍、拨盘带动旋转。前顶尖装在主轴锥孔内,与主轴一起旋转。后顶尖装在尾架锥孔内固定不转。有时亦可用三爪卡盘代替拨盘(附图4-7(b)),此时前顶尖用一段钢棒车成,夹在三爪卡盘上,卡盘的卡爪通过鸡心夹头带动工件旋转。

附图4-7 两顶尖安装工件

(a)用拨盘两顶尖安装工件;(b)用三卡代替拨盘安装工件

4.工件在心轴上的安装

精加工盘套类零件时,如孔与外圆的同轴度,以及孔与端面的垂直度要求较高时,工件需在心轴上装夹进行加工,如附图4-8。这时应先加工孔,然后以孔定位安装在心轴上,再一起安装在两顶尖上进行外圆和端面的加工。

附图4-8 心轴装夹工件

(a)圆柱心轴装夹工件;(b)圆锥心轴装夹工件

四、中心架

中心架是指支撑在工件中心的支撑架。根据工件的支撑需要,将中心架固定在车床的床身上。利用床身上的尾架导轨进行定位,根据工件的直径大小调整三个支撑爪伸出的长度。

中心架一般用在两个方向。第一,当加工细长轴(外露长度为直径的20倍)时,由于工件本身刚性不好,在车削容易产生变形,形成两端尺寸小,中间尺寸大,这时可用中心架来支撑,以增加工件的刚性,具体的做法为先在工件的中心位置,加工一段支撑挡,在适当的位置装上中心架,再将工件装上车床,夹紧,将车床主轴的转速调至80～100r/mm,车床一边转动工件,一边调整中心架的三个支撑脚,使三个支撑脚均匀的与工件接触。在加工过程中,三支撑脚要经常润滑,当工件与支撑脚接触不良时,可适当的对支撑脚进行研磨。这种方法加工工件,不能一次装夹完成,有它的局限性,一般用得较少,主要用于两端尺寸不同,可分头加工的零件。第二,当加工大直径(以不能放入主轴中间通孔为准)的轴类零件端面、中心孔、内孔等时,用中心架支撑一端,提高支撑效果,降低工件加工的扭力。具体的安装方式与第一种相同,所不同的就是装在工件的外露端。附图4-9为中心架使用实例。

附图4-9 用中心架车削外圆、内孔及端面示意图

使用中心架的操作步骤:

(1)将中心架定位面擦净,装上车床导轨面,目测调整到一定位置;

(2)将中心架下架体上的二个支撑爪伸到一定的位置;

(3)打开中心架的上架体;

(4)加工细长轴时,工件一端用三爪卡盘夹持,另一端用顶尖顶住;

加工直径较大,而工件又长或者无中心孔可用时,工件的一端用三爪卡盘夹持,另一端放在中心架下架体的二个支撑爪上。

(5)调整中心架的正确位置,固定中心架,合上上架体,并拧紧螺钉;

(6)慢速转动工件,调整三个支撑爪的位置,使爪与工件均匀接触,并轻轻研磨工件与支撑爪的接触面;

(7)拧紧中心架支撑爪的定位螺钉,并在支撑爪与工件接触的地方加润滑油;

(8)开始加工工件,当一件工件完工后,加工第二件时要重新调整三个支撑爪的位置(精加工时除外)。

五、跟刀架