车床的夹具主要是指安装在车床主轴上的夹具。这类夹具和车床主轴相连接并带动工件一起随主轴旋转。数控车床的夹具基本上与普通车床的夹具相同。数控车床的夹具主要分为两大类:一类是各种卡盘,适用于装夹盘类零件和短轴类零件;另一类是中心孔、顶尖定心定位安装工件的夹具,适用于装夹长度尺寸较大或加工工序较多的轴类零件。
数控车削加工对夹具的要求是:具有较高的定位精度和刚度,且结构简单、通用性强,便于在数控车床上安装,能迅速装卸工件,具有自动化性。工件在数控车床上定位和夹紧时应注意三点:一是力求设计基准、工艺基准与编程原点统一,以减小基准不重合误差、减少数控编程中的计算工作量;二是设法减少装夹次数,一次定位装夹后尽可能加工出工件的所有加工面,这样可提高加工表面之间的位置精度;三是避免采用人工占机调整方案,减少占机时间。
数控车床的附件和装夹方法如下。
1.卡盘及其装夹
三爪自定心卡盘装夹是数控车床上最常用的一种装夹方式。三爪自定心卡盘的外形和结构如图3-21所示。用三爪自定心卡盘装夹能自动定心,装夹方便,但定心精度低(一般为0.05~0.08 mm),夹紧力较小。三爪自定心卡盘适用于装夹截面为圆形、三角形、六边形的轴类和盘类中小型零件。
图3-21 三爪自定心卡盘的外形和结构
2.顶尖及其装夹
较长的轴类工件在加工时常用两顶尖装夹,如图3-22所示,工件支承在前、后两顶尖之间,工件的一端用鸡心夹头夹紧,由安装在主轴上的拨盘带动旋转。这种装夹方法定位精度高,能保证轴类零件的同轴度。另外,还可用一夹一顶的方法装夹工件(将工件一端用主轴上的三爪自定心卡盘夹持,另一端用尾座上的顶尖安装)。这种装夹方法的特点是:夹紧力较大,适用于轴类零件的粗加工和半精加工,当工件掉头装夹时不能保证同轴度。精加工时应该用两顶尖装夹工件。
图3-22 用顶尖装夹工件
1—前顶尖;2—拨盘;3—鸡心夹头;4—尾顶尖;5—尾座套筒;6—尾座
顶尖有两种,一种是死顶尖(又称为普通顶尖),另一种是活顶尖,如图3-23所示。顶尖头部带有60°锥形尖端,用以顶在工件的中心孔内,以支承工件。顶尖莫氏锥体的尾部安装在主轴孔或尾座孔内(活顶尖的莫氏锥体只可安装于尾座孔内)。由于主轴孔或尾座孔较顶尖的莫氏锥体大,因此,须采用变径套将顶尖的莫氏锥体安装于主轴孔或尾座孔内。
图3-23 顶尖
用顶尖安装工件时,须在工件两端用中心钻加工出中心孔,如图3-24所示。中心孔分普通中心孔(A型中心孔)和双锥面中心孔(B型中心孔),中心孔要求光滑平整,在用死顶尖安装工件时,中心孔内应加入润滑脂。
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图3-24 中心孔和中心钻
3.中心架及其装夹和跟刀架及其装夹
中心架及其工作原理如图3-25所示。中心架主要用于长径比大于15的细长轴类零件的加工。这种装夹方法可增加工件的刚性,使工件变形小。
图3-25 中心架及其工作原理
跟刀架及其工作原理如图3-26所示。跟刀架主要用于长径比大于15的细长轴类零件的半精加工和精加工,以增加工件的刚度。跟刀架安装在床鞍上,可以随床鞍一起移动。跟刀架一般放在车刀的前面,以防止跟刀架支承爪擦伤工件的已加工表面。
图3-26 跟刀架及其工作原理
4.心轴及其装夹
为了提高生产率、保证产品质量,车削对同轴度要求较高的盘类工件时,常用心轴装夹工件。图3-27所示为锥度心轴。这种心轴靠配合面间的摩擦力来传递切削力,所以不能承受大的切削力,一般用于精加工。图3-28所示为带螺母压紧的实体心轴,当工件内孔的长度与内径之比小于1时常采用。这种心轴由于圆柱面与工件内孔常采用间隙配合,所以定位精度较差。图3-29所示为可胀心轴,当拧紧螺杆时,螺杆带动锥度套筒向左移动,使具有开口的弹性心轴胀开,从而夹紧工件。这种夹紧方法效率较高。
图3-27 锥度心轴
图3-28 带螺母压紧的实体心轴
图3-29 可胀心轴
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