单元3数控车削装夹操作.pptx

单元单元3 数控车削装夹操作数控车削装夹操作在数控机床加工前，应预先确定工件在机床上的位置，并固在数控机床加工前，应预先确定工件在机床上的位置，并固定好，以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、定好，以接受加工或检测。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程，称为装夹。工件的装夹包含了两个方面的内容夹紧的过程，称为装夹。工件的装夹包含了两个方面的内容:一是定位一是定位确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程，称确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程，称为定位为定位;二是夹紧二是夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。保持定位位置不变的操作，称为夹紧。在单元在单元3，我们将学习数控车削加工前定位、夹紧和选用夹具，我们将学习数控车削加工前定位、夹紧和选用夹具的知识。的知识。返回第1页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作【学习目标学习目标】通过本任务学习，达到以下学习目标通过本任务学习，达到以下学习目标:理解掌握数控车削装夹特点理解掌握数控车削装夹特点;了解常用车削通用夹具了解常用车削通用夹具;能够正确使用常见的数控夹具能够正确使用常见的数控夹具【基本知识基本知识】3.1.1数控车削装夹特点数控车削装夹特点1.车床夹具和数控车削夹具要求车床夹具和数控车削夹具要求在车床上用于装夹工件的装置称为车床夹具。夹具是用来定在车床上用于装夹工件的装置称为车床夹具。夹具是用来定位、夹紧被加工工件，并带动工件一起随主轴旋转。车床夹位、夹紧被加工工件，并带动工件一起随主轴旋转。车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。具可分为通用夹具和专用夹具两大类。下一页返回第2页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作车床通用夹具有三爪卡盘、四爪卡盘、弹簧套和通用心轴等。车床通用夹具有三爪卡盘、四爪卡盘、弹簧套和通用心轴等。专用夹具是专门为加工某一特定工件的某一工序而设计的夹具，专用夹具是专门为加工某一特定工件的某一工序而设计的夹具，专用夹具的定位精度较高，成本也较高。专用夹具的定位精度较高，成本也较高。为满足数控加工的特点，数控车削加工要求夹具应具有较高的为满足数控加工的特点，数控车削加工要求夹具应具有较高的定位精度和刚性，结构简单、通用性强，便于在机床上安装夹定位精度和刚性，结构简单、通用性强，便于在机床上安装夹具及迅速装卸工件、自动化等特性。具及迅速装卸工件、自动化等特性。2.数控车床工件设计基准与加工定位基准数控车床工件设计基准与加工定位基准适合车削的工件结构一般为回转体结构，回转面直径方向设计适合车削的工件结构一般为回转体结构，回转面直径方向设计基准是回转面中心轴线，轴向设计基准设置在工件的某一端面基准是回转面中心轴线，轴向设计基准设置在工件的某一端面或几何中心处。数控车床加工轴套类及轮类零件的加工定位基或几何中心处。数控车床加工轴套类及轮类零件的加工定位基准面一般是工件外圆表面、内圆表面、中心孔、端面。准面一般是工件外圆表面、内圆表面、中心孔、端面。上一页 下一页返回第3页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作在车削加工中，较短轴类零件的定位方式通常采用一端圆柱在车削加工中，较短轴类零件的定位方式通常采用一端圆柱面固定，即用三爪卡盘，四爪卡盘或弹簧套固定工件的圆柱面固定，即用三爪卡盘，四爪卡盘或弹簧套固定工件的圆柱表面，此定位方式对工件的悬伸长度有一定限制，工件悬伸表面，此定位方式对工件的悬伸长度有一定限制，工件悬伸过长会在切削过程中产生变形，工件悬伸过长还会增大加工过长会在切削过程中产生变形，工件悬伸过长还会增大加工误差，甚至掉活。误差，甚至掉活。对于切削长度较长的轴类零件可以采用一夹一顶，或采用两对于切削长度较长的轴类零件可以采用一夹一顶，或采用两顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，零件的轴向定位面尽顶尖定位。在装夹方式允许的条件下，零件的轴向定位面尽量选择几何精度较高的端面。量选择几何精度较高的端面。3.1.2典型卡盘夹具及装夹典型卡盘夹具及装夹在数控车床加工中，大多数情况是使用工件或毛坯的外圆定在数控车床加工中，大多数情况是使用工件或毛坯的外圆定位，以下几种夹具就是靠圆周来定位的夹具。位，以下几种夹具就是靠圆周来定位的夹具。上一页 下一页返回第4页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作1.三爪卡盘三爪卡盘(1)三爪卡盘特点三爪卡盘特点三爪卡盘三爪卡盘如图如图3-1-1所示，是最常用的车床通用夹具。三爪卡所示，是最常用的车床通用夹具。三爪卡盘是由一个大锥齿轮，三个小锥齿轮，三个卡爪组成。三个盘是由一个大锥齿轮，三个小锥齿轮，三个卡爪组成。三个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面螺纹结构，小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面螺纹结构，三个卡爪等分安装在平面螺纹上。当用扳手扳动小锥齿轮时，三个卡爪等分安装在平面螺纹上。当用扳手扳动小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中心靠近或退出。因为平面矩形螺纹的螺距相等，所以三爪运心靠近或退出。因为平面矩形螺纹的螺距相等，所以三爪运动距离相等，有自动定心的作用。动距离相等，有自动定心的作用。三爪卡盘最大的优点是可以自动定心，夹持范围大，装夹速三爪卡盘最大的优点是可以自动定心，夹持范围大，装夹速度快，但定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件二度快，但定心精度存在误差，不适于同轴度要求高的工件二次装夹。次装夹。上一页 下一页返回第5页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作为了防止车削时因工件变形和振动而影响加工质量，工件在为了防止车削时因工件变形和振动而影响加工质量，工件在三爪自定心卡盘中装夹时，其悬伸长度不宜过长。如三爪自定心卡盘中装夹时，其悬伸长度不宜过长。如:工件直工件直径径30mm，其悬伸长度不应大于直径的，其悬伸长度不应大于直径的3倍倍;若工件直径若工件直径30mm，其悬伸长度不应大于直径的，其悬伸长度不应大于直径的4倍。同时也可避免工件倍。同时也可避免工件被车刀顶弯、顶落而造成打刀事故。被车刀顶弯、顶落而造成打刀事故。(2)卡爪卡爪CNC车床有两种常用的标准卡盘卡爪，是硬卡爪和软卡爪，车床有两种常用的标准卡盘卡爪，是硬卡爪和软卡爪，见见图图3-1-2所示。所示。当卡爪夹持在未加工面上，如铸件或粗糙棒料表面，需要大当卡爪夹持在未加工面上，如铸件或粗糙棒料表面，需要大的夹紧力时，使用硬卡爪的夹紧力时，使用硬卡爪;通常为保证刚度和耐磨性，硬卡爪通常为保证刚度和耐磨性，硬卡爪要进行热处理，硬度较高。要进行热处理，硬度较高。上一页 下一页返回第6页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作当需要减小两个或多个零件直径跳动偏差，以及在已加工表当需要减小两个或多个零件直径跳动偏差，以及在已加工表而不希望有夹痕时，则应使用软卡爪。软卡爪通常用低碳钢而不希望有夹痕时，则应使用软卡爪。软卡爪通常用低碳钢制造，软爪在使用前，为配合被夹持工件，要进行撞孔加工。制造，软爪在使用前，为配合被夹持工件，要进行撞孔加工。软爪装夹的最大特点是工件虽经多次装夹仍能保持一定的位软爪装夹的最大特点是工件虽经多次装夹仍能保持一定的位置精度，大大缩短了工件的装夹校正时间。置精度，大大缩短了工件的装夹校正时间。3.可调卡爪式四爪卡盘可调卡爪式四爪卡盘可调卡爪式四爪卡盘可调卡爪式四爪卡盘如图如图3-1-3所示。它的所示。它的4个基体卡座上的卡个基体卡座上的卡爪，可通过爪，可通过4个螺杆手动旋转移动径向位置，能单独调整各卡个螺杆手动旋转移动径向位置，能单独调整各卡爪的位置使零件夹紧、定位。加工前，要把工件加工面中心爪的位置使零件夹紧、定位。加工前，要把工件加工面中心对中到卡盘对中到卡盘(主轴主轴)中心，由于其装夹后不能自动定心，因此需中心，由于其装夹后不能自动定心，因此需要用更多的时间来对正和夹紧零件。要用更多的时间来对正和夹紧零件。上一页 下一页返回第7页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作可调卡爪式四爪卡盘适合装夹形状比较复杂的非回转体，如可调卡爪式四爪卡盘适合装夹形状比较复杂的非回转体，如方形、长方形等。一般用于定位、夹紧不同心或结构对称的方形、长方形等。一般用于定位、夹紧不同心或结构对称的零件表面。零件表面。4.弹簧卡盘弹簧卡盘弹簧卡盘定心精度高，装夹工件快捷方便，常用于精加工的弹簧卡盘定心精度高，装夹工件快捷方便，常用于精加工的外圆表面定位。它特别适用于尺寸精度较高，表面质量较好外圆表面定位。它特别适用于尺寸精度较高，表面质量较好的冷拔圆棒料的夹持。它夹持工件的内孔是规定的标准系列，的冷拔圆棒料的夹持。它夹持工件的内孔是规定的标准系列，并非任意直径的工件都可以进行夹持，并非任意直径的工件都可以进行夹持，如图如图3-1-4所示，是弹所示，是弹簧卡盘装夹工件的示意图。簧卡盘装夹工件的示意图。上一页 下一页返回第8页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作5.液压动力卡盘液压动力卡盘三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘，能自动三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘，能自动松开夹紧，动作灵敏、装夹迅速、方便，能实现较大夹紧力，松开夹紧，动作灵敏、装夹迅速、方便，能实现较大夹紧力，能提高生产率和减轻劳动强度。但夹持范围变化小，尺寸变能提高生产率和减轻劳动强度。但夹持范围变化小，尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。化大时需重新调整卡爪位置。如图如图3-1-5所示为液压式三爪卡所示为液压式三爪卡盘。盘。自动化程度高的数控车床经常使用液压自定心卡盘，尤其适自动化程度高的数控车床经常使用液压自定心卡盘，尤其适用于批量加工。用于批量加工。液压动力卡盘夹紧力的大小可通过调整液压系统的油压进行液压动力卡盘夹紧力的大小可通过调整液压系统的油压进行控制，以适应棒料、盘类零件和薄壁套简零件的装夹。控制，以适应棒料、盘类零件和薄壁套简零件的装夹。上一页 下一页返回第9页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作6.高速动力卡盘高速动力卡盘为了提高数控车床的生产效率，对其主轴提出越来越高的要为了提高数控车床的生产效率，对其主轴提出越来越高的要求，以实现高速、甚至超高速切削。现在有的数控车床甚至求，以实现高速、甚至超高速切削。现在有的数控车床甚至达到达到100 000 r/min。对于这样高的转速，一般的卡盘已不适。对于这样高的转速，一般的卡盘已不适用，而必须采用高速动力卡盘才能保证安全可靠地进行加工。用，而必须采用高速动力卡盘才能保证安全可靠地进行加工。随着卡盘的转速提高，由卡爪、滑座和紧固螺钉组成的卡爪随着卡盘的转速提高，由卡爪、滑座和紧固螺钉组成的卡爪组件离心力急剧增大，卡爪对零件的夹紧力下降。试验表明组件离心力急剧增大，卡爪对零件的夹紧力下降。试验表明:380mm的楔式动力卡盘在转速为的楔式动力卡盘在转速为2 000 r/min时，动态夹紧时，动态夹紧力只有静态的力只有静态的1/40高速动力卡盘常增设离心力补偿装置，利用补偿装置的离心高速动力卡盘常增设离心力补偿装置，利用补偿装置的离心力抵消卡爪组件离心力造成的夹紧力损失。另一个方法是减力抵消卡爪组件离心力造成的夹紧力损失。另一个方法是减轻卡爪组件质量以减小离心力。轻卡爪组件质量以减小离心力。如图如图3-1-6为楔式高速通孔动为楔式高速通孔动力卡盘。力卡盘。上一页 下一页返回第10页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作3.1.3车由类零件中心孔定心装夹车由类零件中心孔定心装夹中心孔定位夹具在两顶尖间安装工件。对于长度尺寸较大或中心孔定位夹具在两顶尖间安装工件。对于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类零件，为保证每次装夹时的装夹精度，加工工序较多的轴类零件，为保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。两顶尖定位的优点是定心正确可靠，安装可用两顶尖装夹。两顶尖定位的优点是定心正确可靠，安装方便，主要用于精度要求较高的零件加工。方便，主要用于精度要求较高的零件加工。1.中心孔中心孔中心孔是轴类零件在顶尖上安装的常用定位基准。中心孔的中心孔是轴类零件在顶尖上安装的常用定位基准。中心孔的形状应正确，表面粗糙度应适当。形状应正确，表面粗糙度应适当。中心孔的中心孔的60锥孔与顶尖上的锥孔与顶尖上的60锥面相配合，要保证锥孔与锥面相配合，要保证锥孔与顶尖锥面配合贴切，并可存储少量润滑油顶尖锥面配合贴切，并可存储少量润滑油(黄油黄油)。中心孔有中心孔有A,B,R三种类型，常用的中心孔有三种类型，常用的中心孔有A型和型和B型。型。上一页 下一页返回第11页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作A型中心孔只有型中心孔只有60锥孔。对于精度一般的轴类零件，中心孔锥孔。对于精度一般的轴类零件，中心孔不需要重复使用的，可选用不需要重复使用的，可选用A型中心孔，型中心孔，如图如图3-1-7所示。所示。B型中心孔外端的型中心孔外端的120锥面又称保护锥面，用以保护锥面又称保护锥面，用以保护60锥孔锥孔的外缘不被碰坏。对于精度要求高，工序较多需多次使用中的外缘不被碰坏。对于精度要求高，工序较多需多次使用中心孔的轴类零件，应选用心孔的轴类零件，应选用B型中心孔，型中心孔，如图如图3-1-8所示。所示。A型和型和B型中心孔，分别用相应的中心钻在车床或专用机床上型中心孔，分别用相应的中心钻在车床或专用机床上加工。加工中心孔之前应先将轴的端面车平，防止中心钻折加工。加工中心孔之前应先将轴的端面车平，防止中心钻折断。断。2.顶尖顶尖工件装在主轴顶尖和尾座顶尖之间，顶尖作用是进行工件的工件装在主轴顶尖和尾座顶尖之间，顶尖作用是进行工件的定心，并承受工件的重量和切削力。定心，并承受工件的重量和切削力。上一页 下一页返回第12页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作常用顶尖一般可分为普通顶尖常用顶尖一般可分为普通顶尖(死顶尖死顶尖)和回转顶尖和回转顶尖(活顶尖活顶尖)两两种。普通顶尖刚性好，定心准确，但与工件中心孔之间因产种。普通顶尖刚性好，定心准确，但与工件中心孔之间因产生滑动摩擦而发热过多，容易将中心孔或顶尖生滑动摩擦而发热过多，容易将中心孔或顶尖“烧坏烧坏”，因，因此，尾架上是死顶尖，则轴的右中心孔应涂上黄油，以减小此，尾架上是死顶尖，则轴的右中心孔应涂上黄油，以减小摩擦，死顶尖适用于低速加工精度要求较高的工件。摩擦，死顶尖适用于低速加工精度要求较高的工件。活顶尖将顶尖与工件中心孔之间的湍动摩擦改成顶尖内部轴活顶尖将顶尖与工件中心孔之间的湍动摩擦改成顶尖内部轴承的滚动摩擦，能在很高的转速下正常地工作承的滚动摩擦，能在很高的转速下正常地工作;但活顶尖存在但活顶尖存在一定的装配积累误差，以及当滚动轴承磨损后，会使顶尖产一定的装配积累误差，以及当滚动轴承磨损后，会使顶尖产生径向摆动，从而降低了加工精度，故一般用于轴的粗车或生径向摆动，从而降低了加工精度，故一般用于轴的粗车或半精车。半精车。如图如图3-1-9所示为常见的各种顶尖。所示为常见的各种顶尖。上一页 下一页返回第13页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作车床两顶尖轴线如不重合车床两顶尖轴线如不重合(前后方向前后方向)，车削的工件将成为圆锥，车削的工件将成为圆锥体。因此，必须横向调节车床的尾座，使两顶尖轴线重合。体。因此，必须横向调节车床的尾座，使两顶尖轴线重合。尾座套简在不与车刀干涉的前提下，应尽量伸出短些，以增尾座套简在不与车刀干涉的前提下，应尽量伸出短些，以增加刚性和减小振动。两顶尖中心孔的配合应该松紧适当。加刚性和减小振动。两顶尖中心孔的配合应该松紧适当。3.拨动卡盘、拨齿顶尖拨动卡盘、拨齿顶尖在数控车床上加工轴类零件时，毛坯装在主轴顶尖和尾座顶在数控车床上加工轴类零件时，毛坯装在主轴顶尖和尾座顶尖之间，工件用主轴上的拨动卡盘或拨齿顶尖带动旋转。这尖之间，工件用主轴上的拨动卡盘或拨齿顶尖带动旋转。这类夹具在粗车时可传递足够大的转矩，以适应主轴高转速地类夹具在粗车时可传递足够大的转矩，以适应主轴高转速地切削。切削。自动夹紧拨动卡盘的结构自动夹紧拨动卡盘的结构如图如图3-1-10所示。工件安装在顶尖和所示。工件安装在顶尖和车床的尾座顶尖上。当旋转车床尾座螺杆并向主轴方向顶紧车床的尾座顶尖上。当旋转车床尾座螺杆并向主轴方向顶紧工件时，顶尖也同时顶压起着自动复位作用的弹簧，最终触工件时，顶尖也同时顶压起着自动复位作用的弹簧，最终触动拨动触头夹紧工件，并将机床主轴的转矩传给工件。动拨动触头夹紧工件，并将机床主轴的转矩传给工件。上一页 下一页返回第14页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作拨齿顶尖拨齿顶尖:车削加工中常用的拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端车削加工中常用的拨动顶尖有内、外拨动顶尖和端面拨动顶尖两种。内、外拨动顶尖的锥面带齿，能嵌入工件，面拨动顶尖两种。内、外拨动顶尖的锥面带齿，能嵌入工件，拨动件旋转。端面拨动顶尖利用端面拨爪带动工件旋转。拨动件旋转。端面拨动顶尖利用端面拨爪带动工件旋转。图图3-1-11所示为拨齿顶尖结构。壳体可通过标准变径套或直接所示为拨齿顶尖结构。壳体可通过标准变径套或直接与车床主轴孔联结，拨齿套通过螺钉与壳体联结。与车床主轴孔联结，拨齿套通过螺钉与壳体联结。4.卡盘与顶尖一夹一顶装夹卡盘与顶尖一夹一顶装夹复合卡盘不仅可适用在两顶尖间安装工件，还适用于一夹一复合卡盘不仅可适用在两顶尖间安装工件，还适用于一夹一顶安装工件。顶安装工件。为保证加工过程中刚性较好，车削较重工件时采用一端夹住为保证加工过程中刚性较好，车削较重工件时采用一端夹住另一端用后顶尖支承的方法。另一端用后顶尖支承的方法。上一页 下一页返回第15页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向位移，必须在卡盘内装一限位支承盘内装一限位支承(见图见图3-1-12(a)，或利用工件的台阶限位，或利用工件的台阶限位(见图见图3-1-12(b),这样能承受较大的轴向切削力，轴向定位准这样能承受较大的轴向切削力，轴向定位准确。确。【实践任务实践任务】3.1.4三爪自定心卡盘安装及工件装夹操作三爪自定心卡盘安装及工件装夹操作1.三爪自定心卡盘安装操作三爪自定心卡盘安装操作装卡盘前应切断电动机电源并将卡盘和连接盘各表面装卡盘前应切断电动机电源并将卡盘和连接盘各表面(尤其尤其是定位配合表面是定位配合表面)擦净并涂油擦净并涂油:在靠近主轴处的床身导轨上垫一在靠近主轴处的床身导轨上垫一块木板，以保护导轨面不受意外撞击。块木板，以保护导轨面不受意外撞击。上一页 下一页返回第16页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作用一根比主轴通孔直径稍小的硬木棒穿在卡盘中，将卡盘用一根比主轴通孔直径稍小的硬木棒穿在卡盘中，将卡盘抬到连接盘端，将棒料一端插入主轴通孔内，另一端伸在卡抬到连接盘端，将棒料一端插入主轴通孔内，另一端伸在卡盘外。盘外。小心地将卡盘背面的台阶孔装配在连接盘的定位基面上，小心地将卡盘背面的台阶孔装配在连接盘的定位基面上，应使卡盘背面与连接盘平面贴平、贴牢，并用三个螺钉将连应使卡盘背面与连接盘平面贴平、贴牢，并用三个螺钉将连接盘与卡盘可靠地连为一体，然后抽去木棒、撤去垫板。接盘与卡盘可靠地连为一体，然后抽去木棒、撤去垫板。2.三爪自定心卡盘的拆卸操作三爪自定心卡盘的拆卸操作拆卸卡盘前，应切断电源，并在主轴孔内插入一硬质木棒，拆卸卡盘前，应切断电源，并在主轴孔内插入一硬质木棒，木棒另一端伸出卡盘之外并搁置在刀架上，垫好床身护板，木棒另一端伸出卡盘之外并搁置在刀架上，垫好床身护板，以防意外撞伤床身导轨面。以防意外撞伤床身导轨面。卸下连接盘与卡盘连接的三个螺钉，并用木锤轻敲卡盘背卸下连接盘与卡盘连接的三个螺钉，并用木锤轻敲卡盘背面，以使卡盘止口从连接盘的阶台上分离下来。面，以使卡盘止口从连接盘的阶台上分离下来。上一页 下一页返回第17页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作小心地抬下卡盘。小心地抬下卡盘。3.装、拆卡爪操作装、拆卡爪操作三个卡爪有正爪和反爪之分。正卡爪用于装夹外圆直径较三个卡爪有正爪和反爪之分。正卡爪用于装夹外圆直径较小和内孔直径较大的工件小和内孔直径较大的工件;反卡爪用于装夹外圆直径较大的工反卡爪用于装夹外圆直径较大的工件。件。如图如图3-1-13(a)所示当直径较小时，工件可置于正爪之间装夹所示当直径较小时，工件可置于正爪之间装夹;如图如图3-1-13(b)所示，正爪还可将三个卡爪伸入工件内孔中利所示，正爪还可将三个卡爪伸入工件内孔中利用长爪的径向张力装夹盘、套、环状零件。用长爪的径向张力装夹盘、套、环状零件。如图如图3-1-13(c)所所示，当工件直径较大时，用正爪不便装夹，宜将三个正爪换示，当工件直径较大时，用正爪不便装夹，宜将三个正爪换成反爪进行装夹。成反爪进行装夹。上一页 下一页返回第18页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作安装卡爪时，要按卡爪上的号码依安装卡爪时，要按卡爪上的号码依1,2,3的顺序装配。若号的顺序装配。若号码看不清，则可把三个卡爪并排放在一起，比较卡爪端面螺码看不清，则可把三个卡爪并排放在一起，比较卡爪端面螺纹牙数的多少，多的为纹牙数的多少，多的为1号卡爪，少的为号卡爪，少的为3号卡爪，号卡爪，如图如图3-1-14所示。所示。将卡盘扳手的方桦插入卡盘外壳圆柱面上的方孔中，按顺将卡盘扳手的方桦插入卡盘外壳圆柱面上的方孔中，按顺时针方向旋转，以驱动大锥齿轮背面的平面螺纹，当平面螺时针方向旋转，以驱动大锥齿轮背面的平面螺纹，当平面螺纹的螺扣转到将要接近壳体上的纹的螺扣转到将要接近壳体上的1槽时，将槽时，将1号卡爪插入壳体号卡爪插入壳体槽内，继续顺时针转动卡盘扳手，在卡盘壳体上的槽内，继续顺时针转动卡盘扳手，在卡盘壳体上的2槽、槽、3槽槽处依次装入处依次装入2号、号、3号卡爪。拆卸卡爪的操作方法与之相反。号卡爪。拆卸卡爪的操作方法与之相反。4.车削软卡爪及安装操作车削软卡爪及安装操作软卡爪通常用低碳钢制造，软爪在使用前，为配合被夹持工软卡爪通常用低碳钢制造，软爪在使用前，为配合被夹持工件，要进行撞孔加工。件，要进行撞孔加工。上一页 下一页返回第19页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作软爪要在与使用时相同的夹紧状态下加工，以免在加工过软爪要在与使用时相同的夹紧状态下加工，以免在加工过程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。加工软爪内定位程中松动和由于反向间隙而引起定心误差。加工软爪内定位表面时，要在软爪尾部夹紧一适当的棒料，以消除卡盘端面表面时，要在软爪尾部夹紧一适当的棒料，以消除卡盘端面螺纹的间隙。螺纹的间隙。车削软爪的圆弧直径应与装夹工件的直径基本相同或稍大车削软爪的圆弧直径应与装夹工件的直径基本相同或稍大0.060.1mm,并车出一个台阶，使工件正确定位。并车出一个台阶，使工件正确定位。在车削软爪或每次装卸零件时，应注意固定使用同一扳手在车削软爪或每次装卸零件时，应注意固定使用同一扳手方孔，夹紧力也要均匀一致，改用其他扳手方孔或改变夹紧方孔，夹紧力也要均匀一致，改用其他扳手方孔或改变夹紧力的大小，都会改变卡盘平面螺纹的移动量，从而影响装夹力的大小，都会改变卡盘平面螺纹的移动量，从而影响装夹后的定位精度。后的定位精度。上一页 下一页返回第20页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作5.工件安装工件安装工件在卡爪间放正，轻轻夹紧。工件在卡爪间放正，轻轻夹紧。放下安全罩，开动机床，使主轴低速旋转，检查工件有无放下安全罩，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。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。紧固后，必须取下扳手，并放下安全罩。移动车刀至车削行程的左端。用手旋转卡盘，检查刀架是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。否与卡盘或工件碰撞。3.1.5工件一夹一顶的安装操作工件一夹一顶的安装操作当工件长度大于当工件长度大于4倍直径时，由于工件结构的刚性较差，因此倍直径时，由于工件结构的刚性较差，因此在加工期间需要用尾座和顶尖支撑工件。尾座和顶尖一般要在加工期间需要用尾座和顶尖支撑工件。尾座和顶尖一般要抵消车床车削工件时产生的刀具压力。如果切削这种类型的抵消车床车削工件时产生的刀具压力。如果切削这种类型的工件时没有使用尾座，则会得到异常结果。工件时没有使用尾座，则会得到异常结果。上一页 下一页返回第21页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作工件的一端安装在三爪卡盘中，另一端由尾座支撑。尾架顶工件的一端安装在三爪卡盘中，另一端由尾座支撑。尾架顶尖支撑前，应先正确加工中心孔。如果加工出的中心孔不合尖支撑前，应先正确加工中心孔。如果加工出的中心孔不合格，则会严重影响工件的加工精度，甚至造成废品。因此，格，则会严重影响工件的加工精度，甚至造成废品。因此，必须确保中心孔的加工质量。必须确保中心孔的加工质量。1.中心孔加工操作中心孔加工操作钻两端中心孔时，要先用车刀把端面车平，再用中心钻钻钻两端中心孔时，要先用车刀把端面车平，再用中心钻钻中心孔。中心孔。不同类型的中心孔加工工具或方法是有区别的。加工不同类型的中心孔加工工具或方法是有区别的。加工A,B,R三种类型中心孔需分别采用不带护锥的中心钻、带护锥中心三种类型中心孔需分别采用不带护锥的中心钻、带护锥中心钻，钻，(如图如图3-1-15)中心孔加工不宜过深、过浅、过大、过偏。过深、过浅则中心孔加工不宜过深、过浅、过大、过偏。过深、过浅则顶尖与中心孔接触不良，影响定位精度。过大、过偏容易导顶尖与中心孔接触不良，影响定位精度。过大、过偏容易导致工件成为废品。致工件成为废品。上一页 下一页返回第22页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作钻中心孔时，中心钻的轴向进给要缓慢、均匀钻中心孔时，中心钻的轴向进给要缓慢、均匀;应加注切削应加注切削液、勤退刀并及时清除切屑。切削速度过低、轴向进给量过液、勤退刀并及时清除切屑。切削速度过低、轴向进给量过大，不加切削液与排屑不畅，都是中心钻折断的重要原因。大，不加切削液与排屑不畅，都是中心钻折断的重要原因。2.尾座的设置操作尾座的设置操作尾座可以沿尾座可以沿z轴滑动并支撑工件。尾座可以由轴滑动并支撑工件。尾座可以由CNC机床操作员机床操作员手动或自动定位并紧固在床身上。顶尖是单独的部件，它要手动或自动定位并紧固在床身上。顶尖是单独的部件，它要锁紧到尾座套简中。锁紧到尾座套简中。尾座的一般设置过程是尾座的一般设置过程是:松开锁紧螺钉。松开锁紧螺钉。将尾座滑动到需将尾座滑动到需要的位置。要的位置。允许尾座套简回缩来装、卸工件。允许尾座套简回缩来装、卸工件。拧紧尾座拧紧尾座锁紧螺钉。锁紧螺钉。检验主轴顶尖是否对中。检验主轴顶尖是否对中。上一页 下一页返回第23页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作当通过程序来设置或操作尾座时，切记不要将手放在正在移当通过程序来设置或操作尾座时，切记不要将手放在正在移动的部件之间。动的部件之间。3.一夹一顶操作要点一夹一顶操作要点中心孔定心装夹工件的一些注意点如下中心孔定心装夹工件的一些注意点如下:在顶尖间加工轴类工件时，车削前要调整尾座顶尖轴线与在顶尖间加工轴类工件时，车削前要调整尾座顶尖轴线与车床主轴轴线重合。车床主轴轴线重合。在两顶尖间加工细长轴时，应使用跟刀架或中心架。在加在两顶尖间加工细长轴时，应使用跟刀架或中心架。在加工过程中要注意调整顶尖的顶紧力，死顶尖和中心架应注意工过程中要注意调整顶尖的顶紧力，死顶尖和中心架应注意润滑。润滑。使用尾座时，套简尽量伸出短些，以减小振动。使用尾座时，套简尽量伸出短些，以减小振动。【检测与评价检测与评价】上一页 下一页返回第24页/共68页任务任务3.1 数控车削通用夹具装夹及数控车削通用夹具装夹及操作操作任务任务总结上述学习，本任务应知应会的主要内容有总结上述学习，本任务应知应会的主要内容有:各种卡盘，适用于盘类零件和短轴类零件加工的装夹。各种卡盘，适用于盘类零件和短轴类零件加工的装夹。中心孔、顶尖定心定位安装工件的夹具，适用于长度尺寸较中心孔、顶尖定心定位安装工件的夹具，适用于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类零件装夹。大或加工工序较多的轴类零件装夹。数控车削加工要求夹具应具有较高的定位精度和刚性，结构数控车削加工要求夹具应具有较高的定位精度和刚性，结构简单、通用性强，便于安装和装却工件、自动化等特性。简单、通用性强，便于安装和装却工件、自动化等特性。上一页返回第25页/共68页任务任务3.2 数控车削工件装夹方案数控车削工件装夹方案设计及实施设计及实施【学习目标学习目标】通过本任务学习，达到以下学习目标通过本任务学习，达到以下学习目标:熟悉根据工件特点和要求，合理设计专用车削装夹方案熟悉根据工件特点和要求，合理设计专用车削装夹方案;熟悉典型的车床专用夹具设计方案。熟悉典型的车床专用夹具设计方案。【基本知识基本知识】3.2.1车床专用夹具车床专用夹具1.专用夹具概念专用夹具概念专用夹具是根据某一零件的结构特点专门设计的夹具，具有专用夹具是根据某一零件的结构特点专门设计的夹具，具有结构合理、刚性强、装夹稳定可靠、操作方便，能提高安装结构合理、刚性强、装夹稳定可靠、操作方便，能提高安装精度及装夹速度等优点。精度及装夹速度等优点。下一页返回第26页/共68页任务任务3.2 数控车削工件装夹方案数控车削工件装夹方案设计及实施设计及实施专用夹具只能为一种零件的加工所专用，具有狭隘性。车削专用夹具只能为一种零件的加工所专用，具有狭隘性。车削专用夹具用于解决车床加工中的特殊装夹问题专用夹具用于解决车床加工中的特殊装夹问题;使用专用夹具使用专用夹具可以完成非轴套，非轮盘类零件的孔，轴，槽和螺纹等的加可以完成非轴套，非轮盘类零件的孔，轴，槽和螺纹等的加工，可扩大机床的使用范围。工，可扩大机床的使用范围。2.车床专用夹具的典型结构车床专用夹具的典型结构(1)心轴类车床夹具心轴类车床夹具心轴类车床夹具多用于工件以内孔作为定位基准，加工外圆心轴类车床夹具多用于工件以内孔作为定位基准，加工外圆柱面的情况。常见的车床心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖柱面的情况。常见的车床心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖式心轴等。式心轴等。如图如图3-2-1是圆柱心轴安装工件的接触情况是圆柱心轴安装工件的接触情况上一页 下一页返回第27页/共68页任务任务3.2 数控车削工件装夹方案数控车削工件装夹方案设计及实施设计及实施(2)用花盘、弯板及压板、螺栓安装工件用花盘、弯板及压板、螺栓安装工件对一些形状不规则的工件，如果无法使用三爪或四爪卡盘装对一些形状不规则的工件，如果无法使用三爪或四爪卡盘装夹的工件，可用花盘装夹。花盘是安装在车床主轴上的一个夹的工件，可用花盘装夹。花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘，盘面上的许多长槽用以穿放螺栓，工件可用螺栓直大圆盘，盘面上的许多长槽用以穿放螺栓，工件可用螺栓直接安装在花盘上，也可以把辅助支承角铁接安装在花盘上，也可以把辅助支承角铁(弯板弯板)用螺钉牢固夹用螺钉牢固夹持在花盘上，工件则安装在弯板上。持在花盘上，工件则安装在弯板上。如图如图3-2-2所示为加工一所示为加工一轴承座端面和内孔时，在花盘上装夹的情况。为了防止转动轴承座端面和内孔时，在花盘上装夹的情况。为了防止转动时因重心偏向一边而产生振动，在工件的另一边要加平衡铁。时因重心偏向一边而产生振动，在工件的另一边要加平衡铁。工件在花盘上的位置需经仔细找正。工件在花盘上的位置需经仔细找正。3.车床专用夹具设计要点车床专用夹具设计要点(1)定位装置的设计要求定位装置的设计要求在车床上加工回转面时，要求工件被加工面的轴线与车床主在车床上加工回转面时，要求工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置，必须保轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置，必须保证这一点。证这一点。上一页 下一页返回第28页/共68页任务任务3.2 数控车削工件装夹方案数控车削工件装夹方案设计及实施设计及实施因此，对于轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工作表面因此，对于轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工作表面的对称中心线与夹具的回转轴线重合。对于壳体、接头或支的对称中心线与夹具的回转轴线重合。对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线与工序基准之间有尺寸联系座等工件，被加工的回转面轴线与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，应以夹具轴线为基准确定定位元件或相互位置精度要求时，应以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。工作表面的位置。(2)夹紧装置的设计要求夹紧装置的设计要求在车削过程中，由于工件和夹具随主轴旋转，除工件受切削在车削过程中，由于工件和夹具随主轴旋转，除工件受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用。此外，工件扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用。此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向是变化的。因此，定位基准的位置相对于切削力和重力的方向是变化的。因此，夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性能要可靠。对于角夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性能要可靠。对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。上一页 下一页返回第29页/共68页任务任务3.2 数控车削工件装夹方案数控车削工件装夹方案设计及实施设计及实施4.夹具与机床主轴的连接夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。因此，要求夹具的回转轴线与主轴轴线应具有尽可的影响。因此，要求夹具的回转轴线与主轴轴线应具有尽可能高的同轴度。能高的同轴度。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。其他专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种杆拉紧。其他专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式。方式。对于径向尺寸对于径向尺寸D140mm，或，或D(23)d的小型夹具，一般用的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧。这种连接方锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧。这种连接方式定心精度较高。式定心精度较高。如图如图3-2-3,为锥面定位、螺杆拉紧的情况。为锥面定位、螺杆拉紧的情况。上一页 下一页返回第30页/共68页任务任务3.2 数控车削工件装夹方案数控车削工件装夹方案设计及实施设计及实施对于径向尺寸较大的夹具。一般通过过渡盘与车床主轴头对于径向尺寸较大的夹具。一般通过过渡盘与车床主轴头端连接。过渡盘的使用，使夹具省去了与特定机床的连接部端连接。过渡盘的使用，使夹具省去了与特定机床的连接部分，从而增加了通用性，即同规格的过渡盘可用于别的机床。分，从而增加了通用性，即同规格的过渡盘可用于别的机床。如图如图3-2-4所示，为过渡盘连接的情况。所示，为过渡盘连接的情况。5.总体结构设计要求总体结构设计要求车床夹具一般是在悬臂的状态下工作，为保证