工件装夹的关键技巧：顶尖选配和划针找正

1.装夹工件中的找正工作

做好找正工作是提高工件装夹精度的重要措施。自定心卡盘的定心精度为0.080～0.125mm，它不仅能很好地夹紧工件，也能基本保证轴线和主轴中心线相一致。因此，使用自定心卡盘装夹工件时一般不需要进行找正。

在单动卡盘上装夹毛坯粗糙的工件，找正时应使用划针盘；对于经过粗加工或精度较高的表面，找正时应使用百分表。使用划针盘找正毛坯粗糙的外圆时，先让划针盘稍微离开工件外圆周面，使划针盘与工件表面间留有间隙（图2-143a）；然后使工件慢慢转动，观察划针盘的划针尖与工件表面之间间隙的大小，对间隙小的地方就拧紧卡爪，若间隙大，就放松卡爪。按照这样的步骤调整几次，直到划针尖和工件表面间的间隙均匀为止。找正工件端面（图2-143b）时，也按照同样的方法进行。

图2-143 用划针盘找正工件

a）找正工件外圆 b）找正工件端面

精车中使用百分表找正工件时，同样先在外圆进行，然后找正端面（图2-144），并且要注意同时兼顾。

车削非轴类工件的端面时，装夹前一般应在端面划出线印（图2-145），先使用划针盘将工件的端面位置找平，然后将圆周线印找正。

图2-144 用百分表找正工件

图2-145 找正非轴类工件端面

大批量车削轴类工件的端面时，还可使用专用工具，以节省工件的找正时间。图2-146所示是将一个V形块夹在单动卡盘的三个卡爪之间，然后利用一个卡爪（图中卡爪A）夹紧工件。这样，只要第一个工件的位置找正后，再安装其他工件时，只需移动卡爪A，而其他卡爪的位置不需要改变，也不需要进行找正。

某厂新进一批轴承座毛坯，该轴承座内径尺寸不一致，外形大小各异，并且外部定位基准面很难确定，这给车床加工时的装夹工作带来了困难。为了解决这一问题，该厂设计了一种装夹找正专用顶尖，如图2-147所示。使用时，将专用顶尖插入尾座套筒锥孔内，根据工件内径尺寸，有选择性地套在相应专用顶尖的台阶面上，然后将工件安装在车床单动卡盘上，并根据工件位置调整单动卡盘的卡爪，将工件夹紧。这时，工件的安装位置已基本确定，接着使用划针盘将工件迅速找正，即可进行加工。使用专用顶尖可大大节省找正和安装工件的时间，从而大大提高生产率。

图2-146 用V形块装夹小轴件

图2-147 装夹找正专用顶尖

图2-148 规格不一致轴端加工中心孔

如图2-148所示轴件的加工批量很大，但轴件外圆的大小不一致，偏离中心的距离不等，并且轴右端没有中心孔，导致各轴两端中心孔的位置比较难以确定。某厂在加工这批轴件中心孔时，按要求制造了一个套筒，将套筒套入轴的一端，并将它放在有滑轮的固定中心架上。为了使轴件能在弯曲状态下自由调节位置，在安装轴件的另一端时，在卡盘卡爪口处垫上垫块（或直径适当的钢丝圈），以减少轴与卡爪的接触面；接着用套筒上的三个螺钉与卡爪同时进行调节，找正轴件中心孔位置后夹紧端面和钻中心孔。找正轴件另一端中心孔的方法与上述相同。

图2-149 线接触中心孔(www.xing528.com)

a）Q﹥Q′ b）Q＜Q′

2.轴端中心孔误差及其分析

轴端中心孔对工件装夹精度的影响较大。前面讲过，标准中心孔的定位面是60°的锥面，它与60°顶尖相配合，加工中它们是面接触。车削时，当中心孔有不同的斜角误差时，工件与顶尖之间就会变成线接触（图2-149），并且还会别劲，容易使工件产生弯曲或有变弯的倾向，而线接触定位加工出的工件会有形状误差，如圆度误差等。

在实际加工中，轴类工件很难做到完全理想的定位，这样便会产生定位误差，该误差主要是由中心孔（或顶尖）的形状误差或两中心孔（或顶尖）轴线的同轴度误差或上述两因素的共同作用所引起的。在这几种误差中，以同轴度误差的影响较大。为了说明问题，暂不考虑顶尖和中心孔形状误差的影响，两中心孔同轴度的情况如图2-150所示。图2-150a所示为两中心孔轴线偏心的情况；图2-150b所示是中心孔轴线有倾斜角的情况；图2-150c所示是前两种情况的综合，即两中心孔轴线既有偏心e，又有倾斜角α的情况。这些不同轴的中心孔在加工中必然会引起相应的加工误差。

图2-150 轴端两中心孔不同轴

a）情况Ⅰ b）情况Ⅱ c）情况Ⅲ

另外，在轴端中心孔定位加工中，还存在工艺系统的弹性变形以及中心孔和顶尖间的磨损变形等问题，这些都会引起装夹误差和降低加工精度，均需引起注意。

3.轴件弯曲变形问题

轴类工件的弯曲变形同样会影响装夹精度。轴类工件，尤其是较细较长的工件，由于其本身强度差，极易产生弯曲变形，车削前应对毛坯材料进行调质或正火处理，这样可消除它的内应力。热处理后需要校直时，可在车床上进行，其方法是：将轴件采用双顶法安装在车床主轴与尾座固定顶尖之间，并做一根压杆安装在车床刀架上（图2-151a），然后摇动中滑板手柄，使压杆顶在工件弯曲最高点部位的中心部分，并柔劲向前顶，同时使工件中速转几秒钟，再缓慢均匀地退出，同时松动顶尖（图2-151b）。在校直过程中，顶尖不能顶得太紧。如果一次不行，可校第二次。每次要看清百分表的数值及触点位置，注意转速不要过高，压杆顶得松紧要合适。

图2-151 校直轴件弯曲

a）将压杆安装在车床刀架上 b）校直轴件情况

如果轴件弯曲度很大，就需要进行人工校直，具体方法是使用圆弧扁锤敲打，由弯曲中间向两边渐进敲直，避免弹性恢复。调直后，轴在总长度内的弯曲度应控制在0.3～0.5mm的范围内。

尺寸较大的长轴（如长达2300mm，外径最大处为ϕ150mm）弯曲时，可采用轴线偏移法进行校直。图2-152a所示是单向弯曲的长轴，在车床上安装此轴时，先测出径向圆跳动的最大值A点（图2-152b）和跳动值为最大值一半的两个点B和C。偏移轴件中心，使新的加工轴线通过B、C点，这可通过在C点处安装中心架，另一轴端用单动卡盘夹持并偏移δ_a/4来达到（校正另一径向圆跳动为δ_a/2的点）。这时，再次转动卡盘，重新检查长轴各处的径向圆跳动就可发现，最大径向圆跳动已降为原来的一半。接着重车端面、钻新的中心孔、车近轴端的外圆，然后调头修整另一端中心孔，以后的加工按正常顺序进行。

被加工长轴如果呈如图2-153a所示的S形弯曲，可分别找出相反方向径向圆跳动的两个最大值δ_a1和δ_a2（图2-153b），再在各自的轴端方向找出径向圆跳动各为一半的点，然后按前面的方法偏移轴线，使之过此两点的中心。复核轴件各部的径向圆跳动，如不超过该处的加工余量，即可进行加工。应注意的是，这时的最大径向圆跳动比原来最大径向圆跳动的一半略大；但轴件较长时，两者相差很小。

图2-152 单向弯曲长轴和径向圆跳动

a）单向弯曲长轴 b）测出径向圆跳动值

图2-153 S形弯曲长轴和径向圆跳动

a）S形弯曲长轴 b）测出径向圆跳动值