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工件在数控车床上的装夹
日期：2009年12月16 来源：沈阳第一机床厂 关键字：数控车床
(一)普通装夹
1．三爪自定心卡盘
三爪自定心卡盘是车床上最常用的自定心夹具。它夹持工件时一般不需要找正，装夹速度较快。把它略加改进，还可以方便地装夹方料、其他形状的材料；数控车床同时还可以装夹小直径的圆棒料。
2．四爪单动卡盘
四爪单动卡盘是车床上常用的夹具，它适用于装夹形状不规则或大型的工件，普通车床夹紧力较大，装夹精度较高，不受卡爪磨损的影响，但装夹不如三爪自定心卡盘方便。装夹圆棒料时，如在四爪单动卡盘内放上一块V形架，装夹就快捷多了。
(1)四爪单动卡盘装夹操作须知：
1)应根据工件被装夹处的尺寸调整卡爪，使其相对两爪的距离略大于工件直径即可。
2)工件被夹持部分不宜太长，一般以10—15mm为宜。
3)为了防止工件表面被夹伤和找正工件时方便，装夹位置应垫0．5mm以上的铜皮。
4)在装夹大型、不规则工件时，应在工件与导轨面之间垫放防护木板，以防工件掉下，损坏机床表面。
(2)在四爪单动卡盘上找正工件。
1)找正操作须知：①把主轴放在空挡位置，便于卡盘转动；②不能同时松开两只卡爪，以防工件掉下；③灯光视线角度与针尖要配合好，以减小目测误差；④工件找正后，四爪的夹紧力要基本相同，否普通车床则车削时工件容易发生位移；⑤找正近卡爪处的外圆，发现有极小的误差时，不要盲目地松开卡爪，可把相对应卡爪再夹紧一点来作微量调整。
2)盘类工件的找正方法。对于盘类工件，既要找正外圆，又要找正平面 (即d点、月点)。找正d点外圆时，用移动卡爪来调整，其调整量为间隙差值的一半；找正月点平面时，用铜锤或铜棒敲击，其调整量等于间隙差值。
3)轴类工件的找正方法。对于轴类工件通常是找正外圆丑、B两点，先找正d点外圆，再找正月点外圆。找正／4点外圆时，应调整相应的卡爪，调整方法与盘类工件外圆找正方法一样；而找正B点外圆时，采用铜锤或铜棒敲击。
4)找十字线的方法。先用手转动工件，找正／4(／4，)B(月：)线；调整划针高度，使针尖通过AB，然后工件转过180‘。可能出现下列情况：①针尖仍然通过AB线，这表明针尖与主轴中心一致，且工件AB线也已经找正；②针尖在下方与AB线相差距离厶，这表明划针应向上调整,5／2，工件AB线向下调整,5／2，③针尖在上方与AB线相距厶，这时划针应向下调整,1／2，AB线向上调整zl／2，数控车床工件这样反复凋转180*进行找正，直至划针盘针尖通过AB线为止。
划线盘高度调整好后，再找十字线时，就容易得多。工件上丑(丑，)和月(B，)线找平后，如在划针针尖上方，工件就往下调；反之，工件就往上调。找十字线时，要十分注意综合考虑，一般应普通车床该是先找内端线，后找外端线；两条十字线[见图2—15中A(A：)g(B，)、C(C：)0(0：)线]要同时找调，反复进行，全面检查，直至找正为止。
5)两点目测找正法。选择四爪单动卡盘正面的标准圆环作为找正的参考基准，再把对称卡爪上第一个台阶的端点作为目测找正的辅助点，按照“两点成一线”的原理，数控车床去目测辅助点且与参照基准上的点，挂空挡，把卡盘转过180‘，再与对应辅助点B与同一参照基准上的点进行比较，并按它们与同一参照基准两者距离之差的一半作为调整距离，进行调整，反复几次就能把第一对称卡爪校好；同理，可找完另一对相应卡爪。此法经过一段时间的练习，即可在2—3min的时间内，使找正精度达到0．15—0．20mm的水平。不过这种方法还只适用于精度要求不高的工件或粗加工工序；而对于高精度要求的工件，这种方法只能作为粗找正。
6)百分表、量块找正法。为保证高精度的工件达到要求，采用百分表、量块找正法是较佳的方法，其具体方法为：在粗找正结束后，把百分表按图2—17所示装夹在中溜板上，向前移动中溜板使百分表头与工件的回转轴线相垂直，用手转动卡盘至读数最大值，记下中溜板的刻度值和此时百分表的读数值；然后提起百分表头，向后移动中溜板，使百分表离开工件，退至安全位置；挂空挡，用手把卡盘转180*，向前移动中溜板，摇到原位(与上次刻度值重合)，再转动卡盘到读数最大值，比较对应两点的读数值，若两点的读数值不相数控车床重合，出现了读数差，则应把其差值除以2作为微调量进行微调；若两者读数值重合，则表明工件在这个方向上的回转中心已经与主轴的轴线相普通车床重合。应用这种方法，一般只需反复2—3次就能使一对卡爪达到要求。同理可找好另一对卡爪。
用四爪单动卡盘找正偏心工件(单件或少量)比三爪自动定心卡盘方便，而且精度高，尤其在双重偏心工件加工中更能显出优势。一般情况下，工件的偏心距在4．5mm范围以内时，直接运用百分表按上述找正办法即可完成找正工作；而当工件的偏心距大于4．5mm时，0—lOmm范围百分表的量程就受到了局限。要解决这个问题，就得借助量块进行辅助，其找正办法与前面百分表找正方法是一致的，所不同的是需垫量块辅助找正处，即要先在工件表面垫上量块，再拉起百分表的表头使其接触，压表范围控制在1mm以内，转到最大值，记住读数值，再拉起表头，拿出量块，退出百分表，余下的操作与前面介绍的完全一样。
(二)复杂、畸形、精密工件装夹
车削过程中，主要是加工有回转表面的、数控车床比较规则的工件，但也经常遇到一些外形复杂，不规则的异形工件。对开轴承座、十字孔工件、双孔连杆、环首螺钉、齿轮油泵体及偏心工件、曲轴等，这些工件不宜用三爪、四爪卡盘装夹。
1．花盘、角铁和常用附件
对于一些外形复杂、不规则的异形工件，必须使用花盘、角铁或装夹在专用夹具上加工。
(1)花盘。花盘是铸铁材料，用螺纹或定位孔形式直接装在车床主轴上。普通车床它的工作平面与主轴轴线垂直，平面度误差小，表面粗糙度A。<1．6，lm。平面上开有长短不等的T形槽(或通槽)，用于安装螺栓紧固工件和其他附件。为了适应大小工件的要求，花盘也有各种规格，常用的有中250mm、中300mm、4420mm等。
(2)角铁。角铁又叫弯板，是铸铁材料。数控车床它有两个相互垂直的平面，表面粗糙度只。小于1．6lLm，并有较高的垂直度精 度。
(3)V形架。工作表面是V形面，一般做成90‘或120‘。它的两个面之普通车床间都有较高的形位精度，主要用作工件以圆弧面为基准的定位。
(4)平垫铁。它装在花盘或角铁上，作为工件定位的基准平面或导向平面。
(5)平衡铁。平衡铁材料一般是钢或铸铁，有时为了减小体积，也可用
铅制作。
2．在花盘上装夹工件
v加工表面与主要定位基准面要求互相垂直的复杂工件，可以装夹在花盘上加工。双孔连杆的加工步骤如下。
(1)检查花盘精度。用百分表检查花盘端面的平面度和车床主轴的垂直度时，普通车床用手转动花盘，百分表在花盘边缘其跳动量要求在0．02mm以内。
检查平面度时将百分表装在刀架上，移动中溜板，观察花盘表面凸凹情况，在半径全长上允差0．02mm，但只允许盘面中间凹。如果达不到要求，先把花盘卸下，数控车床清除主轴与花盘装配接触面上的脏物和毛刺，再装上检查。若仍不符合要求，可把盘面精车一刀。精车时注意把床鞍紧固螺钉锁紧，同时最好采用低转速、大进给、宽修光刃的车刀进行加工。盘面车削后平面度要求平，应避免盘面出现大的凹凸不平，表面粗糙度应达到及：≤3．2，Lm。
(2)在花盘上装夹工件。先按划线校正连杆第一孔，并用V形架靠紧圆弧面，作为第二件工件定位基准，紧固压板螺钉，然后用手转动花盘，使之能在任何位置都处于平衡状态，且无碰撞现象，表明平衡恰当，即可车孔。在装夹和加工中要注意如下几点。
1)花盘本身的形位精度比工件要求高1倍以上，才能保证工件的形位公差要求。
2)工件的装夹基准面一定要进行精加工，保证与花盘平面贴平。
3)垫压板的垫铁面要平行，高度要合适，最好只垫一块。
4)压板压工件受力点，要选实处压，不要压在空隙处，压点牢靠、对称、普通车床压紧力一致，以防工件变形或工件松动发生事故。
5)工件压紧后，要进行静平衡调节，数控车床根据具体情况增减平衡铁。车床上静平衡就是将主轴箱转速手柄放在空挡位置用手转动花盘，如果花盘能在任何位置停下，就说明已平衡，否则就要重新调整平衡铁的位置或增减平衡铁的重量。进行静平衡调节很重要，是保证加工质量和安全操作的重要环节。
6)加工时切削用量不能选择过大，特别是主轴转速过高，会因离心力过大，使工件松动造成事故。
加工双孑L连杆第二孑L时，可用装夹‘工件，先在花盘上安装一个定位柱，它的直径与第一孔具有较小间隙配合；再调整好定位柱中心到主轴中心的距离，使其符合双孑L连杆的两孔中心距。普通车床装夹上工件，便可加工第二孔。
(3)在角铁上加工工件。当工件的主要定位基准面与加工表面平行时，可以用花盘上加角铁来加工。这种加工方法，也是代替卧镗的方法。装夹和找正的步骤如下。
1)找正角铁精度。在复杂的装夹工作中，数控车床找正每一个基准面的精度是必不可少的。加工对开轴承座时，首先找正花盘的平面，达到要求后，再把角铁装在花盘合适的位置上，把百分表装在刀架上，移动床鞍，检查角铁平面与主轴轴线的平行度。这个平面的平行度误差要小于工件同一加工位置平行度误差的1／2。如果不平行，可把角铁卸下，清除角铁结合面的脏物和毛刺，再装上去测量。若仍不平行，也可在角铁和花盘的结合面中间垫薄纸来调整。
2)装夹和找正。先用压板初步压紧，再用划针盘找正轴承座中心线。找正轴承座中心时应该先根据划好的十字线找正轴承座的中心高。找正方法是水平移动划针盘，调整划针高度，使针尖通过工件水平中心线；然后把花盘旋转180‘，再用划针轻划一水平线，如果两线不重合，数控车床可把划针调整在两条线中间，普通车床把工件水平线向划针高度调整。再用以上方法直至找正为止。找正垂直中心线的方法同上。十字线调整好后，再用划针找正两侧母线。最后复查，紧固工件。装上平衡块，用手转动花盘，观察有什么地方碰撞，如果花盘平衡，旋转不碰，即可进行车削。
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