特型面加工工件的夹具装夹及方法

下面介绍几种车削加工特型面所用的专用夹具。

1.车削椭圆轴、椭圆孔和椭圆盘的夹具

在生产中，可用旋风车削法又好又快地车削椭圆面。

（1）旋风车削椭圆轴和椭圆盘（见图6-8和图6-9） 具体操作要求如下：

1）将旋风切削头安装在车床中滑板上。

2）工件安装时，将其穿过旋风切削头内孔，一端由卡盘夹紧，另一端由顶尖支承，应保证工作轴线与旋风刀盘轴线相交，夹角α的大小由椭圆短轴和长轴之比来决定。

3）旋风刀盘由专门电动机带动旋转，并由床鞍带动沿工件轴线进给（工件不转动），即可车削椭圆轴。

4）刀具安装时，应保证几把刀具刀尖的旋转直径等于被加工零件椭圆轴的长度，还应保证刀具旋转轴线与工件轴线的交点在刀具刀尖回转平面内。否则，由于中心高偏离，将会继续车削而把工件车坏。

5）用旋风车削法车削椭圆轴时，椭圆轴的短轴一般不能大于80mm。

如果将刀具安装在车床主轴法兰盘上，并由车床主轴带动旋转，然后把工件安装在小刀架上，与刀具旋转中心成一定夹角α，并移动小刀架进给，即可车出椭圆盘，如图6-9所示。

图6-8 旋风车削椭圆轴

1—工件 2—车刀 3—螺钉 4—旋风刀盘 5—旋风轴 6—旋风切削头体

图6-9 旋风车削椭圆盘

1—车床小刀架 2—夹具 3—心轴 4—工件 5—车床主轴 6—花盘 7—特殊刀架 8—螺杆 9—夹刀块 10—上盘 11—床鞍 12—车刀 13—中滑板 14—小滑板 15—顶盖

（2）旋风车削椭圆孔 如图6-10所示为旋风车削椭圆孔的夹具示意图。操作要点介绍如下。

1）安装刀具的刀杆由支架2和7支承，刀杆6经万向联轴器3与车床主轴连接，并由车床主轴带动旋转。

2）工件4安装在中滑板上固定不动，由床鞍带动自动进给，当然也可手动进给。

3）刀具的旋转轴线与车床主轴轴线应成一定夹角α。α角的大小由椭圆孔长、短轴的比值来决定，所以改变夹角α，即可改变椭圆孔长、短轴的比例。

图6-10 旋风车削椭圆孔

1—轴瓦 2、7—支架 3—万向联轴器 4—工件 5—车刀 6—刀杆 8—自锁螺母 9—底板

4）刀具刀尖的旋转直径应等于被加工工件椭圆孔的长轴直径。

用旋风车削法车削椭圆轴和椭圆孔时，刀具旋转轴线与工件椭圆轴或椭圆孔轴线的夹角α（图6-11），可用下面的公式进行计算：

式中 α——刀具旋转轴线与工件椭圆轴或椭圆孔轴线间的夹角（°）；

a——椭圆的长轴长度（mm）；

b——椭圆的短轴长度（mm）。

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图6-11 椭圆长、短轴与夹角的关系

2.用旋风切削法加工球面

按照传统的方法，加工球面时大都采用双手控制法粗车球面，然后用样板刀进行精车。这样的加工方法，不但工件质量不够稳定，而且操作劳动强度较大，样板刀的刃磨比较困难。对于生产批量较大而且加工质量要求较高的球面，用旋风切削法加工，不但加工质量能得到保证，而且能提高生产效率。

图6-12所示为旋风切削法加工球面的示意图。工件由夹持在自定心卡盘上的支承套1和由回转顶尖顶牢的支承套2夹紧。刀盘3由电动机5驱动旋转。刀盘轴线与工件轴线的交点就是球心，刀尖切削刃到交点的距离则是球面半径。加工时电动机5驱动刀盘3高速旋转（主运动），车床主轴带动工件慢速旋转（进给运动），旋风切削头4由中滑板带动完成进给运动，从而完成对球面的加工。

利用旋风切削法，既可加工完整的球面，也可加工带柄的球面。

图6-12 旋风切削法加工球面

1、2—支承套 3—刀盘 4—旋风切削头 5—电动机

（1）加工完整的球面 如图6-13所示，加工前将工件和旋风切削头按要求装好。切削时，先切削一部分（图6-13a），即车出一球面，然后把工件转过90°，再车削另一部分（见图6-13b）。这样一个完整的球面就车削完成了。

图6-13 用旋风切削法加工完整球面

a）第一步 b）第二步

1、2—支承套 3—刀盘

（2）加工带柄的球面 如图6-14所示，加工前，根据球体及球柄直径计算旋风切削头应转过的角度α以及相关尺寸。其计算公式如下：

式中 L₁——球面部分长度（mm）；

L——刀盘上两相对切削刃间的距离（mm）；

α——切削头应转过的角度（°）；

d——球柄直径（mm）。

图6-14 用旋风切削法加工带柄的球面

加工时，应把旋风切削头转过α角，即可进行加工。

3.用蜗杆传动装置车削圆弧面

图6-15所示为用蜗杆传动装置车圆弧面，车床主轴带动工件8所做的旋转运动为主运动，进给运动由摇动手轮17通过蜗杆副使蜗轮轴5旋转，带动刀具7完成。工件8与刀具7之间的相对运动轨迹，就形成被加工的圆弧面。

该装置使用时用螺钉固定在车床的小滑板上，并要保证刀具7的刀尖与主轴线等高，即为H的高度。车床床鞍的纵向移动和中滑板的横向移动，可完成车圆弧时水平位置的调整。

用该装置车削圆弧面，经过蜗杆副减速，进给运动相对均匀，加工出的工件表面粗糙度值较小，一般可达Ra1.6μm。

图6-15 用蜗杆传动装置车圆弧装置

1—轴承座 2—箱体 3—套 4—蜗轮 5—蜗轮轴 6—螺钉 7—刀具 8—工件 9—上盖 10、12、14—轴承 11、16—键 13—侧盖 15—蜗杆 17—手轮