【文章內容簡介】 夾具時 應優(yōu) 先考慮通用夾具。 使用 通用夾具無法裝夾 、或者不能保證被加工工件與加工 工序 的定位精度時，才采用 專用夾具 。 專用夾具 的定位精度較高，成本也較高。 專用夾具的作用為： （ 1）保證產品質量 （ 2）提高加工效率 （ 3）解決車床加工中的特殊裝夾問題 （ 4）擴大機床的使用范圍 第 18 頁 使用專用夾具可以完成非軸套、非輪盤類零件的孔、軸、槽和螺紋等的加工，可擴大機床的使用范圍 。 在數(shù)控車削加工中，較短 軸類零件的定位方式通常 采用 一端外圓固定，即用三爪卡盤、四爪卡盤或彈簧套固定工件的外圓表面，此定位方式 對 工件的懸伸長度有一定限制，工件懸伸過長會在切削過程中產生變形，工件懸伸過長 還 會 增大加工誤差甚至掉活。 對于切削長度 較 長的軸類零件可以采 用一 夾一頂 ，或采用 兩頂尖定位。在裝夾方式允許的條件下， 零件的軸向 定位面盡量選擇幾何精度較高的表面 。 (三 ) 通用夾具 在 數(shù)控 車 削 加工中 ，粗加工、半精加工的精度要求不高時，可利用 工件或毛坯的外圓 表面 定位。 （ 1） 三爪卡盤 三爪卡盤是最常用的車 床 也是數(shù)控車床的 通 用 卡具 。 三爪卡盤最大的優(yōu)點是可以自動定心。 它的 夾持范圍大，但定心精度 不高 ，不適 合 于 零件 同軸度要求高時的 二次裝夾。 三爪卡盤常見的有機械式和液壓式兩種 。 液壓 卡 盤裝夾迅速、方便 ， 但夾持范 圍 小，尺寸變化大時需重新調整卡爪位置。數(shù)控車床經常采用液壓卡盤，液壓卡盤特別適用于批量加工。 （ 2） 軟爪 由于三爪卡盤定心精度不高，當加工同軸度要求 較 高的工件 、或者進行工件的 二次裝夾時，常使用軟爪。通常三爪卡盤 的卡爪 要進行熱 過 處理 ， 硬度較高，很難用常用刀具切削。軟爪是 改變上述不足而設計制造的 一種具有切削性能的夾爪。 加工軟爪時要注意以下幾方面的問題： 1）軟爪要在與使用時相同的夾緊狀態(tài)下 進行車削 ，以免在加工過程中松動和由于反向間隙而引起定心誤差。 車削 軟爪內定位表而時，要在軟爪尾部夾一適當?shù)?圓盤 ，以 消 除卡盤端面螺紋的間隙。 2）當被加工件以外圓定位時，軟爪 夾持 直 徑 應 比 工件外圓 直徑 略小 。 其目的是增加軟爪與工件的接觸面積。軟爪內徑大于工件外徑 時， 會 造成軟 爪與工件形成三點接觸 ,此種情況 下 夾緊牢固 度較 差， 所以應 盡量避免。 當 軟爪內徑過 小時，會形成 軟 爪與工件 的 六點接觸， 不僅 會在被加工表面留下壓痕， 而且 軟爪接觸面 第 19 頁 也會 變形。 這在實 際使用中都應該盡量避免。 軟爪有機械式和液壓式兩種 。 軟爪常用于加工同軸度要求較高的工件的二次裝夾。 （ 3）卡盤加頂尖 在車削質量較大的工件時，一般工件的一端用卡盤夾持，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產生的軸向位移，必須在卡盤內裝一限位支撐，或者利用工件的臺階面進行限位。此種裝夾方法比較安全可靠，能夠承受較大的軸向切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，所以在數(shù)控車削加工中應用較多。 （ 4）芯軸和 彈簧 芯軸 當工件用已加工過的孔作為定位基準時，可采用芯軸裝夾。這種裝夾方法可以保證工件內外表面的 同軸度，適用于批量生產。芯軸的種類很多。常見的芯軸有圓柱芯軸、小錐度芯軸，這類芯軸的 定心精度 不 高 。 彈簧 芯軸（又稱漲心芯軸），既能定心，又能夾緊，是一種定心夾緊裝置。 （ 5） 彈簧夾套 彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工的外圓表面定位。它 特別適用于尺寸精度較高、表面質量較好的冷拔圓棒料 的夾持。它 夾持工件的內孔是 規(guī)定的 標準系列，并非任意直徑 的工件都可以進行夾持 。 （ 6） 四爪卡盤 加工精度要求不高、偏心距較小、零件長度較短的工件時，可 以 采用四爪卡盤 進行裝夾 ，如圖 312 所示。四爪卡盤 的 四 個卡 爪 是各自 獨立移動的，通過調整工件夾持部位在車床主軸上的位置，使工件加工表面的回轉中心與車床主軸的回轉中心重合。但是， 四爪卡盤 的找正煩瑣費時，一般用于單件小批生產。 四爪卡盤 的卡爪有正爪和反爪兩種形式。 (四 ) 兩頂尖裝夾的方法 兩頂尖 裝夾 工件 時的 安裝 為：先使 用對分夾頭或雞心夾頭夾緊工件一端 的圓周 ， 再將撥桿旋入 三爪卡盤 ，并使 撥桿伸向 對 分夾頭或雞心夾頭 的 端面 。車床主軸轉動時，帶動 三爪卡盤 轉動，隨之帶動撥桿同時轉動，由撥桿撥動對 分夾頭或雞心夾頭 ，撥動工件隨 三爪卡盤 的轉動而轉動 。兩頂尖只對工件有定心和支撐作選擇什么夾具要有結論 第 20 頁 用，必須通過對分夾頭或雞心 夾頭的撥桿帶動工件旋轉。 兩頂尖定位的優(yōu)點是定心正確可靠，安裝方便。頂尖作用是 進行工件的 定心 ，并 承受工件的重量和切削力。 使用兩頂尖裝夾工件時的注意事項： 1）前后頂尖的連線應該與車床主軸中心線同軸，否則會產生不應有的錐度誤差。 2）尾座套筒在不與車刀干涉的前提下，應盡量伸出短些，以增加剛性和減小振動。 3）中心孔的形狀應正確，表面粗糙度應較好。 4）兩頂尖中心孔的配合應該松緊適當。 (五 ) 工件的找正 1. 找正裝夾 數(shù)控車床進行工件的裝夾時，必須將工件表面的回轉中心軸線，即工件坐標系的 Z軸，找正到與數(shù)控車床的主 軸中心軸線重合。 2. 找正方法 同于普通車床找正工件的的找正方法。用打表找正。通過調整卡爪，使得工件坐標系的 Z 軸與數(shù)控車床的主軸回轉中心軸線重合。使用三爪自動定心卡盤裝夾較長的工件時，由于工件較長，工件遠離三爪自動定心卡盤夾持部分的旋轉中心與車床主軸的旋轉中心不重合，此時必須進行工件的安裝找正。在三爪自動定心卡盤的精度不高時，安裝工件時也需要進行工件的裝夾找正。 三、 數(shù)控刀具的選擇 (一 ) 數(shù)控刀具的要求與特點 1) 要有高的切削效率 2) 要有高的精度和重復定位精度 加工什么部位要找正？找正的目的 ？ 第 21 頁 3) 要有高的可靠性和耐用度 4) 實現(xiàn)刀具尺寸的預調和快速換刀 5) 具有完善的模塊式工具系統(tǒng) 6) 建立完備的刀具管理系統(tǒng) 7) 要有在線監(jiān)控及尺寸補償系統(tǒng) 數(shù)控車床能兼作粗精車削，因此粗車時，要遷強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。 此外，為減少換刀時間和方便對刀，應盡可能采用機夾刀和機夾刀片。夾緊刀片的方式要選擇得比較合理，刀片最好選擇涂層硬質合金刀片。目前，數(shù)控車床用得最普遍的是硬質合金刀具和高速鋼刀具兩種。 (二 ) 數(shù)控刀具的材料 刀具的選擇是根據(jù)零件、硬度、以及加工表面粗糙度要求和加 工余量的已知條件來決定刀片的幾何結構（如刀尖圓角）、進給量、切削速度和刀片牌號。 焊接式車刀和可轉位車刀 硬質合金焊接式車刀 硬質合金焊接式車刀是由硬質合金刀片和普通結構鋼刀桿通過焊接而成。其優(yōu)點是結構簡單、制造方便、刀具剛性好、使用靈活，故應用較為廣泛。圖 613 所示為焊接式車刀。 1 ．刀片型號及其選擇 硬質合金刀片（ carbide tip ）除正確選用材料和牌號外，還應合理選擇其型 第 22 頁 號。表 61 為硬質合金焊接式刀片示例。焊接式車刀刀片分為 A 、 B 、 C 、 D 、 E 五類。刀片型號由一個字母和一個或二個數(shù)字組成。字母表示刀片形狀、數(shù)字代表刀片主要尺寸。 刀片尺寸中的 l 要根據(jù)背吃刀量和主偏角確定。外圓車刀一般應使參加工作的切削刃長度不超 過刀片長度的 60 ～ 70 ％。對于切斷刀、車槽刀用的 l 應該根據(jù)槽寬或切斷刀的寬度選取，切斷刀可按 l = 估計（式中 d 為工件直徑）。刀片尺寸中的 t 的大小要考慮重磨次數(shù)和刀頭結構尺寸的大小。刀片尺寸中的 s 要根據(jù)切削力的大小等因素確定。 2 ．刀槽的形狀和尺寸 圖 6 — 14 為所用的刀槽形式。 第 23 頁 開口式 制造簡單，焊接面積小，適用于 C 型和 D 型刀片。半封閉式 焊接后刀片較牢固，但刀槽加工不便，適用于 A ， B 型刀片。封閉式 能增加焊接面積，但制造困難，適用于 E 型刀片。切口式 用于車槽，切斷刀?？墒沟镀附永喂?，但制造復雜，適用于 E 型刀片。槽尺寸 hg , bg , Lg 應與刀片尺寸相適應。為便于刃磨，一般要使刀片露出刀槽 ～ 1mm ，刀槽后角 α 0g 要比刀具后角 α 0 大 2 176?！? 4 176。 。如圖 6 – 15 所示 3 ．刀桿及刀頭的形狀和尺寸 刀桿的截面尺寸一般可按機床中心高確定。 刀桿上支承部分高度 H 1 與刀片厚度 S 應有一定的比例，如圖 6 — 16 所示： H 1/s ＞ 3 時焊接后刀片表面引起的拉應力不顯著，不易產生裂紋； H 1/s ＜ 3 時，刀片表面層的拉應力較大，易出現(xiàn)裂紋。 第 24 頁 刀桿長度可按刀桿高度 H 的 6 倍估計，并選用標準尺寸系列，如 100 、 125 、 150 、 175 、??等。 刀頭形狀一般有直頭和彎頭兩種。直頭制造容易，彎頭通用性好。刀頭尺寸主要有刀頭有效長度 L 及刀尖偏距 m ，如圖 6 — 17 所示?？砂聪率接嬎悖? 直頭車刀 m ＞ lcos κ r 或（ B– m ）＞ tcos κ / r 。 45 176。 彎頭車刀 m ＞ tcos45 0 ； 90 176。 外圓車刀 m ≈ B/4 ； L = 切斷刀 m ≈ L/3, L ＞ R （工件半徑）。 (三 ) 可轉位車刀 可轉位車刀是用機械夾固的方式將可轉位刀片固定在刀槽中而組成的車刀，當?shù)镀弦粭l切削刃磨鈍后，松開夾緊機構，將刀片轉過一個角度，調換一個新的刀刃，夾緊后即可繼續(xù)進行切削。和焊接式車刀相比，它有如下特點： 第 25 頁 （ 1 ）刀片未經焊接，無熱應力，可充分發(fā)揮刀具材料性能，耐用度高； （ 2 ）刀片更換迅速，方便，節(jié)省輔助時間，提高生產率； （ 3 ）刀桿多次使用，降低刀具費用； （ 4 ）能使用涂層刀片、陶瓷刀片、立方氮化硼和金剛石復合刀片； （ 5 ）結構復雜，加工要求高；一次性投資費用較大； （ 6 ）不能由使用者隨意刃磨，使用不靈活。 2 ．可轉位刀片 圖 6– 18 所示為可轉位刀片標注示例。 第 26 頁 它有 10 個代號表示。任何一個型號必須用前七位代號。不管是否有第 8 或第 9 位代號，第 10 位代號必須用短劃線“ — ”與前面代號隔開，如 T N U M 16 04 08 — A 2 刀片代號中，號 位 1 表示刀片形狀。其中正三角形刀片（ T ）和正方形刀片（ S ）為最常用，而棱形刀片（ V 、 D ）適用于仿形和數(shù)控加工。 號位 2 表示刀片后角。后角 0 176。 （ N ）使用最廣。 號位 3 表示刀片精度。刀片精度共分 11 級，其中 U 為普通級， M 為中等級，使用較多。 號位 4 表示刀片結構。常見的有帶孔和不帶孔的，主要與采用的夾緊機構有關。 號位 5 、 6 、 7 表示切削刃長度、刀片厚度、刀尖圓弧半徑。 號位 8 表示刃口形式。如 F 表示銳刃等，無特殊要求可省略。 號位 9 表示切 削方向。 R 表示右切刀片， L 表示左切刀片， N 表示左右均可。 號位 10 表示斷屑槽寬。表 6 — 2 為常用可轉位車刀刀片斷屑槽槽型特點及適用場合。 第 27 頁 四、 數(shù)控車削加工的對刀 (一 )對刀的概念 數(shù)控車削加工一個零件時，往往需要幾把不同的刀具，而每把刀具在安裝時是根據(jù)數(shù)控車床裝刀要求安放的，當它們轉至切削位置時，其刀尖所處的位置各不相同。但是數(shù)控系統(tǒng)要求在加工一個零件時，無論使用哪一把刀具，其刀尖位置在切削前均應處于同一點，否則，零件加工程序 就缺少一個共同的基準點。為使零件加工程序不受刀具安裝位置而給切削帶來影響，必須在加工程序執(zhí)行前，調整每把刀的刀尖位置，使刀架轉位后，每把刀的刀尖位置都重合在同一點，這一過程稱為數(shù)控車床的對刀。 （ 1）刀位點 刀位點，是刀具的基準點，一般是刀具上的一點。尖形車刀的刀位點為假想刀尖點，圓形車刀的刀位點為圓弧中心，鉆頭的刀位點為鉆尖，平底立銑刀的刀位點為端面中心，球頭銑刀的刀位點為球心。數(shù)控系統(tǒng)控制刀具的運動軌跡，就是控制刀位點的運動軌跡。刀具的軌跡是由一系列有序的的刀位點位置和連接這些位置點的