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关于车床知识第三章

日期:2017/11/7   浏览:11444

 

第三章 车床常用量具和夹具

 

第一节 车床常用量具

 

在车削加工中,需要反复测量零件的加工尺寸,以保证零件的加工质量,因此我们要掌握好量具的使用。在使用量具时,不但要懂得它的结构、被测尺寸原理和使用方法,而且要尽量避免或减少测量时所造成的误差。在车削过程中,常用的检测量具有游标卡尺、千分尺等。

 

一、游标卡尺

 

游标卡尺是一种常用的精密量具(见图3-1),具有结构简单,使用方便,精度高,稳定性好,可测量尺寸范围大的特点,可用于高精度测量外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距,应用广泛。

 

1.构造

 

游标卡尺的结构见图3-2所示。游标卡尺由主尺、游标、上量爪、下量爪、尺框和紧固螺钉等组成。

 

游标卡尺的主体是一个有刻度的尺身,称为主尺。主尺由耐磨合金钢制成,并按l05mm为格距,刻有尺寸刻度,其刻度全长称为游标卡尺的规格。游标卡尺的规格主要有:l251502003005008002000mm等。

 

尺框5可沿主尺l移动,与主尺配合组成两个下量爪,可分别测量外圆、内孔等。在尺框5上装有游标6,与主尺刻线配合构成游标卡尺的微调装置。微调装置是用来作微量移动调整位置,以便读出精确的数值。

 

 

2.刻线原理与被测尺寸方法

 

游标卡尺的刻线原理是:精度=主尺每格长一游标每格长。

 

游标卡尺的被测尺寸值精度分为01005002mm三种。现分别介绍以上三种卡尺的被测尺寸方法。

 

(1)精度值为002mm的游标卡尺

 

刻线原理。游标有50格刻线与主尺49格刻线相同,则游标的每格宽度为4950=098mm,主尺刻线间距与游标刻线间距之差是1-098=002mm,这002mm即为游标卡尺的精度数值。采用该种游标卡尺测量尺寸时,可按下列步骤进行测量:

 

1)在测量零件前,将卡尺的两个量爪合拢,应密不透光,如透光过大,则需进行修理。量爪对齐后,应使游标的零线与主尺的零线对齐,并使主尺的第49条线与游标第50条线对齐。

 

2)测量零件,使量爪轻轻接触零件表面,量爪位置要摆正,不能倾斜。

 

3)读取游标零位所指的主尺数值,以及游标第13.条线与主尺的n值位置对齐。

 

4)计算被测尺寸。

 

被测尺寸=游标零位指的主尺整数+游标与主尺重合线×精度。

 

3-3所示的被测尺寸为:

 

被测尺寸=35+5X002=351mm

 

 

(2)精度值为005mm的游标卡尺

 

主尺:每格lmm,游标在19mm内分成20格,每格为095ram,其测量方法和精度值为002mm的游标卡尺相同(或主尺:每格lmm,游标在39mm内分成20格,每格为195ram)。精度=1-095=005ram

 

(3)精度值为01mm的游标卡尺

 

主尺:每格lmm,游标在9mm内分成10格,每格09mm

 

 

主尺刻线间距与游标刻线间距之差=1-09=01mm,精度即为01mm,其测量方法同(1)

 

二、千分尺

 

千分尺是应用螺旋分度原理制成的一种精密量具。被测尺寸值有0Olmm0O01mm,目前车间常用的是0O01mm千分尺。千分尺的种类很多,如外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺,以及螺纹和公法线长千分尺等,用来测量零件的外径、内径、深度、厚度,以及螺纹中径和齿轮的公法线长等。千分尺精度比游标卡尺高,比较灵敏,被测尺寸易观察。

 

1.外径千分尺

 

(1)外径千分尺的结构

 

(2)外径千分尺的读数原理和读数方法

 

量具外径千分尺测微螺杆的螺距是05mm,活动套管圆锥面上一圈刻度是50格。当活动套管旋转一周时,带动测微螺杆沿轴向移动一个螺距即05mm,若活动套管转过一格,则带动测微螺杆沿轴向移动05×面l--001mm。因此外径千分尺的读数值为001mm

 

读数时,从活动套管的边缘向左看固定套管上距活动套管边缘最近的刻线,从固定套管中线以上读出整数,从中线以下读出05mm的小数,再从活动套管上找到与固定套管中线对齐的圆锥面刻线,将此刻线的序号乘以001mm,就是小于05mm的小数部分的读数,不足一格者估读。最后把以上几部分相加即为测量值。图3-5为外径千分尺读数。

 

 

在图3-5中,外径千分尺恰为整格,所以,外径干分尺读数=7+05+35X 001=785(Im)

 

(3)外径千分尺的特点

 

外径千分尺测量精度比游标卡尺高,测量灵活方便。但千分尺的螺纹传动间隙和运动副间隙会影响测量精度。因此,千分尺主要用于测量中等精度的零件,常用的外径千分尺按其测量范围可分为025mm2550 IYIITl5075 nlm75100 mm......等几种,最大的可测量25003000ram。测微螺杆的测量位移一般均为25ram。测量大于300ram的外径千分尺,其分段尺寸为100mm。测量大于l 000mm的,其分段尺为500mm

 

(4)外径千分尺的使用方法

 

测量之前,转动千分尺的棘轮,使两个测量面合拢,检查测量面间是否密合,同时看活动套管的零线与固定套管的中线是否对齐,如有零位偏差,应进行调整。调整步骤是:

 

1)合拢固定量砧与测量螺杆的测量面。

 

2)锁紧测微螺杆。

 

3)松开固定套,对准套管刻度零线。用专用扳手插入固定套管的小孔中,松开固定套管紧固螺钉,转动固定套管使其中线对准活动套管刻度的零线。

 

4)拧紧固定套管,松开测微螺杆的锁紧装置。

 

测量时,先用手转动千分尺的活动套筒,待测微螺杆的测量面接近工件被测表面时,再转动棘轮,使测微螺杆测量面接触工件表面,听到23"咔咔"后停止转动,读取数值,以此控制测量力的大小。然后开始读出千分尺读数。

 

注意事项:

 

1)测量时,不能用手猛力转动活动套管,以免造成测量力过大,损坏其螺纹传动副。

 

2)应将百分测微螺杆的轴线与零件被测量面垂直。

 

3)读数时最好不要取下千分尺。如需取下千分尺读数,应先锁紧测微螺杆,然后轻轻取下千分尺,防止尺寸变动。

 

4)读数要细心,看清刻度,不要错读05mm2.内径千分尺

 

内径百分尺如图3-6所示,它用来测量>50ram的内孔尺寸,其读数范围为5063mm。为扩大其测量范围,内径千分尺附有成套接长杆。连接时,去掉保护帽,把接长杆右段与内径千分尺左端旋合,这样可以一个一个地连接上去,直到满足为止。

 

3.深度千分尺

 

深度千分尺如图3-7所示,其结构与外径千分尺相似,只是多了一个基座而没有尺架。在测微螺杆下面连接着可换测量杆,测量杆有4种尺寸,测量范围为:025mm2550mm5075ram75lOOmm

 

 

三、外径百分表

 

外径百分表是一种较精密的测量工具,它的外形如图3-8和图3-9所示。

 

 

1.百分表的刻线原理

 

测量杆移动lmm,通过齿轮系传动,使指针沿大刻度盘转过一周,刻度盘沿圆周刻有l00个刻度,当指针转过1格刻度时,表示所测量的尺寸变化lmml00=0Olrrm,所以百分表的刻度值为001mmo2.百分表的特点百分表体积小、结构紧凑、测量范围大、用途广,但齿轮传动的磨损和传动间隙会产生测量误差,影响测量精度。

 

3.百分表的使用方法

 

测量前,先要检查表蒙玻璃是否破裂或脱落,测量头、测量杆和套筒等是否有碰伤或锈蚀,表盘和指针有无松动现象,检查指针的平稳和稳定性等。

 

测量时,应使测量杆垂直零件表面。测量圆柱时,测量杆的中、心线还要通过零件的中心。测量头与被测量表面接触时,测量杆应预先压缩03lmm,以保持一定的初始测力,以免负偏差量不出来。

 

使用百分表表座及专用夹具,可采用相对测量的方法测量长度尺寸,测量时先用标准件或量块校正百分表,转动表圈,使表盘的零刻线对准指针,然后再测量工件,从表中可读出工件尺寸相对标准件或量块的偏差,从而确定工件尺寸。使用百分表及相应附件可测量工件的直线度、平面度、平行度等误差,使用百分表还可在机床上或其他专用设施上检测工件的跳动误差。

 

4.百分表的维护保养

 

1)按压测量杆的次数不要太多,距离不要过大,以免损坏机件及加剧零件磨损。

 

2)测量时,测量杆的行程不要超出它的测量范围,以免损坏表内零件。

 

3)应避免剧烈震动和碰撞,不要敲打表的任何部位,不要使测量头突然撞击在被测零件上。

 

4)测量杆上不能压放其他东西,以免测量杆弯曲变形。

 

5)表架要放稳,以免百分表落地摔坏,使用磁性表座时,要注意表座的旋钮位置。

 

6)严防水、油、灰尘等进入表内,不要随便拆卸表的后盖。

 

7)如果不是长期停用,测量杆不允许涂凡士林或其他油类,以免影响测量杆移动的灵活性。

 

8)百分表使用完毕,要擦净放回盒内,让测量杆处于自由状

 

态,避免表内弹簧失效。

 

第二节 车床常用夹具的使用

 

车床夹具用于确定工件在车床上的正确位置,并夹紧工件,在车削工艺中占有很重要的地位。常用的车床夹具有:

 

1)通用夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘和各种形式的顶针等。2)可调整夹具。如成组夹具、组合夹具等。

 

3)专用夹具。为满足某个工件的某道工序而实际使用的夹具,如旋转刀架等。

 

生产中,为保证产品质量、提高生产效率、减轻劳动强度,应正确选择和使用夹具。

 

一、车床夹具的作用

 

1.提高加工精度、保证产品质量

 

车床夹具是保证零件加工技术要求中所规定的尺寸精度、表面粗糙度以及各表面间的相对位置精度的重要措施。

 

正确选用车床夹具就是选择制造精度及结构适合的夹具。如为保证零件加工表面与基准面的同轴度要求,有多种自动定心夹具可以选用:对同轴度要求较低时可用三爪卡盘、四爪卡盘,对同轴度要求高时可用软爪、锥体心棒、卡簧和液性塑料夹具等。

 

2.提高劳动生产率

 

采用一定结构形式的夹具,可显著提高生产效率。在生产中,通常采用下述结构形式的夹具来提高生产率:

 

1)采用快速装夹和拆卸的夹具,可缩短辅助时间,并减轻工人的劳动强度。

 

2)采用专用定位件,属专用夹具,可缩短调整与校正的时间。3)采用多位夹具,二次装夹可以加工多个零件,缩短单件生产时间。

 

4)采用自动控制夹具,如液压靠模或程序控制等,可实现"一人多机"操作。

 

3.充分发挥机床的性能

 

采用专用夹具可以扩大机床的使用范围,从而实现一机多能。如一台普通车床若配置一个专门的旋转刀架可以加工圆球,若配置一个摆动刀架可以加工叶片的型面。

 

二、车床夹具结构

 

由于车床夹具是在旋转情况下,甚至是高速旋转情况下工作,因此夹具要求体积小、重量轻,旋转既能平衡又能保证安全。

 

车床夹具的基本结构为:

 

1.夹具体

 

连接各元件的基体与机床相连接。一般称这类元件为圆盘或花盘。

 

2.定位件

 

确定零件在夹具中的位置的元件。如定位销、定位圈、V形块等。3.夹紧件

 

固定零件用的元件。如压板、螺栓、螺母等。

 

4.连接件

 

连接上述元件用的螺钉、销子、垫圈、键等。

 

5.其他元件

 

如对刀块、测量块、配重、分度装置、锁紧装置以及传动装置等。

 

三、车床夹具的分类

 

车床夹具按类型分为:通用夹具、可调整式夹具和专用夹具。通用夹具按结构形式可分为:

 

1)心轴式夹具。有顶针式心轴和锥柄式心轴。

 

2)卡盘式夹具。有自动定心的两爪卡盘、三爪卡盘及其专用卡爪。

 

3)圆盘式夹具。有固定圆盘式和可供分度的变位圆盘。

 

4)角铁式夹具。有固定角铁式和分度角铁式。

 

5)其他形式夹具。有气动夹具、电磁夹具和真空夹具。

 

1.心轴式车床夹具

 

心轴是构造比较简单、应用较多的夹具。按其定位表面不同,可分为圆柱形、圆锥形、花键和螺纹等;按其连接方式,可分为顶针式心轴、锥柄式心轴等。

 

(1)顶针

 

顶针式心轴是装在顶针上使用的一种夹具,由拨动元件带动来传递扭矩,通常采用鸡心夹头、拨销等。顶针影响夹具的安装精度,故首先予以介绍。

 

车床上使用的顶针分为前顶针和后顶针两种。顶针头部制成60。锥体。后顶针有固定式和活动式两种。由于固定式顶针与零件有相对旋转运动,所以要求耐磨,一般由高碳钢或合金钢制成,也有镶硬质合金头的顶针。活顶针则随零件一起转动,结构比较复杂,因此选用时,应选择运动灵活、同轴度高、刚性好的顶针。图3-10所示为常用普通顶针。顶针的种类很多,用途也不同,应按零件加工时的不同需要加以适当选择。

 

3-11~图3-12分别为外形常用顶针结构及图。表3-1为常用顶针的使用情况。

 

 

3-1所述的各种顶针,多数是直接顶紧在零件的顶针孔或内孔倒角上。

 

(2)心轴

 

心轴是一种已加工好的孔作为定位基准的夹具;零件在心轴上的安装如图3-13所示。

 

 

心轴的种类和结构形式很多,下面介绍几种典型的心轴。1)实体心轴。

 

①圆柱面心轴。适宜于多种零件的加工(如薄圆片、短套等)。采用零件已加工好的圆柱孔定位,并用螺母夹紧。心轴用45号钢制成。心轴必须两端中心孔保持同轴。如图3-14(a)所示。

 

 

②圆锥面心轴。心轴定位部分带有15000的圆锥面。适用于加工公差较小、同轴度要求较高的零件。圆锥面心轴不需要夹紧装置,而是靠锥度自锁,因此适宜于精加工。如图3-14(b)所示。③悬臂心轴。心轴柄部为莫氏圆锥,插入主轴锥孔即可使用。使用这种心轴,对于机床主轴锥孑L的精度要求较高。也可把心轴锥柄部插入主轴锥孔后,再将心轴定位表面做最后精车,以保证较高的同轴度要求。悬臂式心轴适用于加工中小型零件或薄壁零件。图3-15(a)所示为加工套类零件的心轴。工件1的光基内孔与心轴2的略带锥度的定位部分相配合,进行定位与自锁,螺母3是用来卸下工件的。图3-15(b)为加工薄壁零件的心轴。工件光基孔与心轴定位面成动配合,以保证同轴度,并用阶台垫圈和螺母压紧。

 

如果内孔为圆锥面时可将心轴定位面支承相应的外圆锥定位,可利用自锁或螺母压紧。

 

④胀力心轴。如图3-16所示。心轴的定位部分车成锥孔薄壁,并沿轴线铣有3条或6条收缩缝。调节锥体外锥面与心轴锥孔配合。当螺钉旋人时利用锥体将心轴定位直径扩大,使工件得到准确定位并夹紧。

 

如果切削用量过大,夹紧力不够,可将调节锥体的大头车一段螺纹,并加垫圈和螺母夹紧。

 

 

2)液性塑料夹具。液性塑料夹具是一种高精度定一夹紧机构,可以定位和夹紧工件。夹具的定位件是一个薄壁套筒,与夹具体构成一个环形槽,内有传递压力用的液性塑料。当对液性塑料施加压力时,塑料即将力传给薄壁套筒,使套筒产生均匀的径向弹性变形,套筒与工件的间隙逐渐减小,直至工件定心夹紧为止。这种心轴适用于定位孑较大的零件。图3-17为液性塑料心轴,以工件的内孔为定位基准。

 

 

2.圆盘式夹具

 

圆盘式车床夹具主要用于盘、环、套类和壳体类零件的加工。

 

夹具的基本特点是夹具体为一圆盘,将定位、夹紧等元件直接安装在圆盘上,夹具固定在车床法兰盘(花盘)上,并用夹具圆盘上的校正环或定位面进行校正,使夹具与车床主轴旋转中心线保持同轴度要求。图3-18(a)所示的夹具为一典型的圆盘式车床夹具,其结构简单,使用方便,零件是以外圆柱面定位在夹具上。图3-18(b)所示是用于加工套形或环形薄壁零件的夹具,圆形压板用于压紧零件,同时也供零件辅助定位和支承,夹具是以零件内圆柱面定位的。

 

3.角铁式夹具

 

当零件被加工表面的旋转轴线与定位支承表面不垂直时,夹具的定位支承面与安装平面不平行,两面具有一定的交角,即构成角铁形式。这类夹具多用于加工壳体、多通管接头和复杂的交角表面,见图3-19所示。

 

 

4.卡盘式夹具

 

三爪卡盘和四爪卡盘作为机床的附件称为通用夹具。两爪卡盘则称为可调整夹具。为扩大卡盘的使用范围,通常采用更换卡盘上

 

 

卡爪来满足各种零件的加工要求。

 

(1)两爪卡盘

 

两爪卡盘的结构与圆盘式车床夹具相类似,它的本体也是圆盘,常用于需定位兼夹紧的零件、对称性外形零件、定位夹紧表面不规整的零件等,如各种管接头。

 

(2)三爪卡盘

 

三爪卡盘是车床重要附件之一。它应用极为广泛,可达到既定心又可夹紧的目的。其特点是夹紧力大,使用方便。为了扩大三爪卡盘的使用范围,往往将三爪卡盘的三个爪换下来,装上专用卡爪,变成专用的三爪卡盘。

 

(3)四爪卡盘

 

四爪卡盘是车床另一重要附件之一。它应用极为广泛,与三爪卡盘一样可达到既定-t2,又可夹紧的目的。它可实现非规则零件夹持。

 

(4)专用卡爪

 

专用卡爪可按零件的定位表面不同分为硬性卡爪(简称硬爪)与软性卡爪(简称软爪)两种。

 

1)硬爪:硬爪是按零件的定位表面外形不同而设计的专用卡爪,常用W、眄或20号钢渗碳,经淬火制成,其硬度一般达HRC5055,适用于以毛坯表面或粗基面的定位的零件。在一般情况下,硬爪使用时不需要加工,必要时可修磨。

 

2)软爪:软爪适用于已加工表面作为定位夹紧,可以获得较高的定位加工精度,因此使用范围较广。软爪常用低碳钢、铝合金、铜合金及夹布胶木等软性材料制成,一般安装在两爪卡盘或三爪卡盘上,按零件已加工表面配置定位表面。若零件更换,只要将软爪按更换零件的表面再次配置即可使用。

 

5.其他形式车床夹具

 

(1)气动式夹具

 

车床自动夹具就是将自动定心夹具由手动夹紧变为气动夹紧,

 

实现快速操作,以提高工作效率,减轻劳动强度。气动车床夹具与普通夹具相比较,变化并不大。只是在整个气动装置的结构与布局上比较复杂。如气动式三爪卡盘,其结构简单、使用方便,已被广泛使用。

 

这种卡盘有以下特点:

 

1)可实现快速夹紧和松开。

 

2)在加工过程中,即使由于零件定位夹紧表面有了变化,仍处于良好的夹紧状态。

 

3)夹紧力不如普通的三爪卡盘夹紧力大。(2)电动卡盘与吸磁盘

 

当生产批量大、工件较小而加工表面较简单的轴类、套类零件时,零件的安装表面又是已加工表面时,可使用电动卡盘实现快速自动装夹与松卸。

 

在薄壁零件加工中,不能采用集中夹紧力的夹紧机构时,可采用电磁吸力的方法。电磁吸力盘通电后产生电磁场而将零件吸住进行车削。用它可以车削薄片零件的端面,也可以利用磨具进行磨削,以得到端面厚度一致和有平行度要求的零件,但使用吸磁盘的工件材料必须是可磁化的,如普通钢材等。

 

(3)真空夹具

 

对一些刚性很差的薄壁零件,不宜采用集中夹紧力的夹具以避免零件变形,而又不能采用吸磁盘夹紧的,如铝合金、铜合金等材质的零件可以用真空夹具。工作时使零件与夹具之间产生真空,借助空气压力将零件夹紧在夹具上,一般采用真空泵或特殊气缸来产生真空。

 

四、常用夹具的使用

 

在车削之前,必须先把零件装夹在车床夹具中,并进行校正,然后才能车削。由于工件的形状、大小和加工数量的不同,因此必须采用不同的装夹方法。

 

 

1.心轴

 

利用心轴保证套类零件的两个端面的平行度和与内孑的垂直度时,可以采用下面几种方法安装(下面是指一个端面和内孔已经车过,而要车另一端面时)

 

1)工件与三爪卡盘卡爪阶台面准确贴平。

 

2)工件套在心轴上再车端面,先车一根直径与工件孑径尺寸相同略带锥度的轴,与内孑紧配合。

 

3)应用端面挡铁。挡铁的一端插在主轴的锥孔中。如果在工件上还要镗孔,那么在挡铁端面上钻一个孔,孔的直径应大于工件镗好以后的孔径。

 

以内孔定心的工件,先车好内孔,再车外圆,这时我们可以应用心轴(如图3-20)。心轴利用锥柄直接插在主轴锥孔中,如果锥度不对,可以用垫套。心轴后端用拉杆拉紧(拉杆从主轴中通过)。工件装上心轴后,用螺帽和垫圈压紧工件。为了便于装卸工件,最好应用开口垫圈。只有工件孔径大于垫圈和螺帽直径时,才能方便地装卸工件。

 

 

当零件尺寸相同且数量较多时,可以在两顶针间用较长心轴安装,把几个零件都套在心轴上夹紧再车外圆。这时为了在两顶针装卸方便,我们可以把心轴左端制成方形,并把方头插在带有方孔的

 

 

拨盘中,或把心轴左端铣成平台。在拨盘上装可调节的拨杆抵住平台,并带动心轴和工件转动。

 

如果零件的内孔是花键孔,可以用花键心轴。同样,如果工件是锥孔,就可以应用锥形实心心轴,其安装过程与实体心轴安装过程相同。

 

2.四爪卡盘上安装工件

 

1)在四爪卡盘上校正工件。在四爪卡盘上校正工件的目的,是要使工件的中心线与车床主轴旋转中心线一致。装夹工件时,把各爪向外移动,相对两个爪的距离稍大于工件直径。这时把工件装上,先用两个相对的爪夹紧,再用另两个相对的爪夹紧,这时先看一看四个卡爪的位置是否差不多,这一点可用卡盘端面上多圈的线痕做依据,然后用划针进行校正,如图3-21所示。

 

 

校正时,将划针尖放在距工件表面0205mm处,这时慢慢转动卡盘,看看哪一处表面离针尖最远,就将最远点的一个卡爪松开,对面的一个卡爪拧紧,这样反复几次,直至工件校正为止。校正较短的孔或薄形工件时,还要校正端面。校正时,把划针尖放在距端面近边缘处,慢慢转动工件,看看端面上哪一处离针尖最近,这时就用木锤或铜锤轻轻敲击,直到各处距离相等为止。装夹直径较大的工件,可采用反爪装夹或正爪反撑。

 

装夹长方形零件时,把相对的两爪距离校正即可。应用四爪卡盘时。由于它的夹紧力较大,所以适用于装夹大型或形状不规则的

 

 

工件,确定校正比较麻烦。

 

2)在三爪卡盘上安装工件。三爪卡盘又叫自来夹头或三角夹头,它的结构形状如图3-22所示。三爪卡盘也是用法兰盘安装在主轴上的。当扳手方棒插人小伞齿轮2的方孔1转动时,小伞齿轮2就带动大伞齿轮3转动。大伞齿轮3的背面有一平面螺纹4,三个卡爪上螺纹与平面螺纹4啮合,因此当平面螺纹4转动时,三个卡爪就同时向心或离心移动。

 

 

三爪卡盘能自动定心,一般不需要校正。但是在装夹稍长些轴时,工件外端不一定正,即工件中心线不一定与主轴中心线一致,所以同样要用划针或目测校正。

 

装夹盘性零件时,特别使外圆表面已经经过加工的盘形零件,

 

装上卡盘后也不一定正,这时除了用划针盘或目测之外,最好采用如图3-23所示的方法校正。把工件装上卡盘后轻轻夹紧,在刀架上装一铜棒或硬木块,轻轻支在工件端面(如图3-24).然后慢速转动工件,这样很快就能把工件端面校正,校正后再把工件夹紧。用三爪卡盘装夹已经过精加工的表面时,被夹住的工件表面应

 

包一层铜皮,以免夹伤工件表面。

 

用三爪卡盘能很快校正工件,节省时间,适用于大批中心型规则零件。但必须注意,用正爪夹工件时,工件直径不能太大,一般卡爪伸出量不超过卡爪长度的一倍,否则卡爪与平面螺纹只有咬合23牙,容易使卡爪上的牙齿碎裂,所以装夹大直径工件时,尽量要用反爪装夹(三爪卡盘有正反两副卡爪,有的只有一副,但同

 

样可以正反使用,各爪都有编号)

 

3)在两顶尖上安装工件。较长的工件,如长轴、长丝杠等,或工序较多的工件,如车削之后要铣削或磨削等,一般都用两顶针安装,如图3-25和图3-26所示为内、外梅花顶尖装夹形式,内梅花顶尖装夹尺寸如图3-25所示。因为用两顶针装夹方便,不需校正,安装精度高。中心孔由圆柱孔和圆锥孔两部分组成。圆柱孔用来储存润滑油,以减少顶针磨损。圆锥孔一般是60。用来担负压力及定心。中心孔有不带护锥的(A)、带护锥的(B)、带螺孔的(C)三种,常用最好带有护锥的8型,这样可以防止端面碰伤而影响中心精度。中心的大小一般都有规定,可以从表3-2中查出,中心的主要尺寸是小孔直径d,平时称中心钻大小就是这个小孔直径dd的大小根据原料直径大小来决定。

 

4)钻中心孔的方法。中心是用中心钻钻出来的,中心钻形状如图3-27所示。中心钻的尺寸和形状是按表3-2尺寸来定的。常用的中心钻是用高速钢材料制成的。

 

轴上两端的中心应在一条中心线上,这对车后要经磨床加工,或精度要求较高的轴来说更为重要,否则加工出来的轴,它的几何形状是不正确的。此外,中心孔必须光洁无毛刺。中心孑L可在车床上或在钻床上加工。

 

3.顶针

 

顶针有前顶针和后顶针两种,两种顶针的尺寸形状相同,所不同的是前顶针不淬火,后顶针淬火,因为前顶针与工件一起旋转,不发生摩擦,后顶针与工件发生摩擦,所以要淬火。前顶针插在一个专用锥套上,再将锥套插入主轴锥孔内。

 

有时为了准确和方便起见,在三爪卡盘上装夹一段用钢料,车一只60。尖端来代替前顶针。后顶针有普通顶针和活顶针两种,用普通顶针安装工件使其牢固,但磨损较大,所以目前采用镶硬质合金的顶针。活顶针可以减少顶针跟工件摩擦,但刚性不好。

 

前后顶针的安装必须准确,安装之前,必须把锥柄和锥孔擦干净,这对前顶针来说,更为重要,装上之后必须校正,不使它转动或摆动。要拆下前顶针,可用一根棒从主轴孔中把前顶针顶出。拆后顶针时,可以摇动床尾手轮,使顶针套筒缩回,由丝杆前端顶出后顶针。

 

4.拨盘和鸡心夹头

 

前后顶针是不能直接带动工件转动的,它必须通过拨盘和鸡心夹头带动工件旋转。鸡心夹头的形状如图3-28所示,拨盘的后端有内螺纹与主轴配合。盘面有两种形状,一种是有U形槽的,另一种是带有拨杆的,前者用来装弯尾鸡心夹头,后者用来装直尾鸡心夹头。为了安全起见,目前也有安全拨盘,它可以防止鸡心夹头打在手上。卡盘、拨盘和鸡心夹头装夹的工件如图3-29所示。顶尖、拨盘和鸡心夹头装夹的工件如图3-30所示。

 

鸡心夹头的安装:比较长的轴,可以用一端夹一端顶的方法。如果两端用两顶针安装,很不稳固。有时工件长,直径又大,没有这样大的鸡心夹头,也只好用一夹一顶的方法。不过这种方法只适用于粗车,不适用于多工序的精车。在两顶尖间安装工件时应注意:

 

 

1)应使前后顶针在一条直线上,否则车出来的不是圆柱体而是圆锥体。调整时,可以先把床尾推向车头,使两顶尖接触,看看它们是否在一条直线上,并加以调整。然后装上工件,车一刀后再量工件两端的直径,根据直径的差别来调整床尾横.向位置。如果工件右端直径大,左端小,那么床尾应向操作者方向偏移,反之,向相反方向偏移。

 

偏移时,一般凭自己的感觉来确定。另外也可以用百分表来测量。测量时,以触头接触工件右端,入托两端直径相差01mm,那么床尾应偏移012=005ram,这个数字可从百分表中读出。2)床尾套筒不能伸出太长,一般是3060ram,但不能妨碍车刀切削。

 

3)用死顶针,应在中心孔内加黄油。

 

4)两顶针不能顶得太紧,否则会烧坏死顶针。此外,在加工长轴时,由于发热会伸长,因此中途必须经常松开后顶针,然后再顶上,否则工件会弯曲,并有向外飞出的危险,但也不能顶得太松,否则会引起震动。

 

第三章 车床常用量具和夹具

 

第一节 车床常用量具

 

在车削加工中,需要反复测量零件的加工尺寸,以保证零件的加工质量,因此我们要掌握好量具的使用。在使用量具时,不但要懂得它的结构、被测尺寸原理和使用方法,而且要尽量避免或减少测量时所造成的误差。在车削过程中,常用的检测量具有游标卡尺、千分尺等。

 

一、游标卡尺

 

游标卡尺是一种常用的精密量具(见图3-1),具有结构简单,使用方便,精度高,稳定性好,可测量尺寸范围大的特点,可用于高精度测量外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距,应用广泛。

 

1.构造

 

游标卡尺的结构见图3-2所示。游标卡尺由主尺、游标、上量爪、下量爪、尺框和紧固螺钉等组成。

 

游标卡尺的主体是一个有刻度的尺身,称为主尺。主尺由耐磨合金钢制成,并按l05mm为格距,刻有尺寸刻度,其刻度全长称为游标卡尺的规格。游标卡尺的规格主要有:l251502003005008002000mm等。

 

尺框5可沿主尺l移动,与主尺配合组成两个下量爪,可分别测量外圆、内孔等。在尺框5上装有游标6,与主尺刻线配合构成游标卡尺的微调装置。微调装置是用来作微量移动调整位置,以便读出精确的数值。

 

 

2.刻线原理与被测尺寸方法

 

游标卡尺的刻线原理是:精度=主尺每格长一游标每格长。

 

游标卡尺的被测尺寸值精度分为01005002mm三种。现分别介绍以上三种卡尺的被测尺寸方法。

 

(1)精度值为002mm的游标卡尺

 

刻线原理。游标有50格刻线与主尺49格刻线相同,则游标的每格宽度为4950=098mm,主尺刻线间距与游标刻线间距之差是1-098=002mm,这002mm即为游标卡尺的精度数值。采用该种游标卡尺测量尺寸时,可按下列步骤进行测量:

 

1)在测量零件前,将卡尺的两个量爪合拢,应密不透光,如透光过大,则需进行修理。量爪对齐后,应使游标的零线与主尺的零线对齐,并使主尺的第49条线与游标第50条线对齐。

 

2)测量零件,使量爪轻轻接触零件表面,量爪位置要摆正,不能倾斜。

 

3)读取游标零位所指的主尺数值,以及游标第13.条线与主尺的n值位置对齐。

 

4)计算被测尺寸。

 

被测尺寸=游标零位指的主尺整数+游标与主尺重合线×精度。

 

3-3所示的被测尺寸为:

 

被测尺寸=35+5X002=351mm

 

 

(2)精度值为005mm的游标卡尺

 

主尺:每格lmm,游标在19mm内分成20格,每格为095ram,其测量方法和精度值为002mm的游标卡尺相同(或主尺:每格lmm,游标在39mm内分成20格,每格为195ram)。精度=1-095=005ram

 

(3)精度值为01mm的游标卡尺

 

主尺:每格lmm,游标在9mm内分成10格,每格09mm

 

 

主尺刻线间距与游标刻线间距之差=1-09=01mm,精度即为01mm,其测量方法同(1)

 

二、千分尺

 

千分尺是应用螺旋分度原理制成的一种精密量具。被测尺寸值有0Olmm0O01mm,目前车间常用的是0O01mm千分尺。千分尺的种类很多,如外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺,以及螺纹和公法线长千分尺等,用来测量零件的外径、内径、深度、厚度,以及螺纹中径和齿轮的公法线长等。千分尺精度比游标卡尺高,比较灵敏,被测尺寸易观察。

 

1.外径千分尺

 

(1)外径千分尺的结构

 

(2)外径千分尺的读数原理和读数方法

 

量具外径千分尺测微螺杆的螺距是05mm,活动套管圆锥面上一圈刻度是50格。当活动套管旋转一周时,带动测微螺杆沿轴向移动一个螺距即05mm,若活动套管转过一格,则带动测微螺杆沿轴向移动05×面l--001mm。因此外径千分尺的读数值为001mm

 

读数时,从活动套管的边缘向左看固定套管上距活动套管边缘最近的刻线,从固定套管中线以上读出整数,从中线以下读出05mm的小数,再从活动套管上找到与固定套管中线对齐的圆锥面刻线,将此刻线的序号乘以001mm,就是小于05mm的小数部分的读数,不足一格者估读。最后把以上几部分相加即为测量值。图3-5为外径千分尺读数。

 

 

在图3-5中,外径千分尺恰为整格,所以,外径干分尺读数=7+05+35X 001=785(Im)

 

(3)外径千分尺的特点

 

外径千分尺测量精度比游标卡尺高,测量灵活方便。但千分尺的螺纹传动间隙和运动副间隙会影响测量精度。因此,千分尺主要用于测量中等精度的零件,常用的外径千分尺按其测量范围可分为025mm2550 IYIITl5075 nlm75100 mm......等几种,最大的可测量25003000ram。测微螺杆的测量位移一般均为25ram。测量大于300ram的外径千分尺,其分段尺寸为100mm。测量大于l 000mm的,其分段尺为500mm

 

(4)外径千分尺的使用方法

 

测量之前,转动千分尺的棘轮,使两个测量面合拢,检查测量面间是否密合,同时看活动套管的零线与固定套管的中线是否对齐,如有零位偏差,应进行调整。调整步骤是:

 

1)合拢固定量砧与测量螺杆的测量面。

 

2)锁紧测微螺杆。

 

3)松开固定套,对准套管刻度零线。用专用扳手插入固定套管的小孔中,松开固定套管紧固螺钉,转动固定套管使其中线对准活动套管刻度的零线。

 

4)拧紧固定套管,松开测微螺杆的锁紧装置。

 

测量时,先用手转动千分尺的活动套筒,待测微螺杆的测量面接近工件被测表面时,再转动棘轮,使测微螺杆测量面接触工件表面,听到23"咔咔"后停止转动,读取数值,以此控制测量力的大小。然后开始读出千分尺读数。

 

注意事项:

 

1)测量时,不能用手猛力转动活动套管,以免造成测量力过大,损坏其螺纹传动副。

 

2)应将百分测微螺杆的轴线与零件被测量面垂直。

 

3)读数时最好不要取下千分尺。如需取下千分尺读数,应先锁紧测微螺杆,然后轻轻取下千分尺,防止尺寸变动。

 

4)读数要细心,看清刻度,不要错读05mm2.内径千分尺

 

内径百分尺如图3-6所示,它用来测量>50ram的内孔尺寸,其读数范围为5063mm。为扩大其测量范围,内径千分尺附有成套接长杆。连接时,去掉保护帽,把接长杆右段与内径千分尺左端旋合,这样可以一个一个地连接上去,直到满足为止。

 

3.深度千分尺

 

深度千分尺如图3-7所示,其结构与外径千分尺相似,只是多了一个基座而没有尺架。在测微螺杆下面连接着可换测量杆,测量杆有4种尺寸,测量范围为:025mm2550mm5075ram75lOOmm

 

 

三、外径百分表

 

外径百分表是一种较精密的测量工具,它的外形如图3-8和图3-9所示。

 

 

1.百分表的刻线原理

 

测量杆移动lmm,通过齿轮系传动,使指针沿大刻度盘转过一周,刻度盘沿圆周刻有l00个刻度,当指针转过1格刻度时,表示所测量的尺寸变化lmml00=0Olrrm,所以百分表的刻度值为001mmo2.百分表的特点百分表体积小、结构紧凑、测量范围大、用途广,但齿轮传动的磨损和传动间隙会产生测量误差,影响测量精度。

 

3.百分表的使用方法

 

测量前,先要检查表蒙玻璃是否破裂或脱落,测量头、测量杆和套筒等是否有碰伤或锈蚀,表盘和指针有无松动现象,检查指针的平稳和稳定性等。

 

测量时,应使测量杆垂直零件表面。测量圆柱时,测量杆的中、心线还要通过零件的中心。测量头与被测量表面接触时,测量杆应预先压缩03lmm,以保持一定的初始测力,以免负偏差量不出来。

 

使用百分表表座及专用夹具,可采用相对测量的方法测量长度尺寸,测量时先用标准件或量块校正百分表,转动表圈,使表盘的零刻线对准指针,然后再测量工件,从表中可读出工件尺寸相对标准件或量块的偏差,从而确定工件尺寸。使用百分表及相应附件可测量工件的直线度、平面度、平行度等误差,使用百分表还可在机床上或其他专用设施上检测工件的跳动误差。

 

4.百分表的维护保养

 

1)按压测量杆的次数不要太多,距离不要过大,以免损坏机件及加剧零件磨损。

 

2)测量时,测量杆的行程不要超出它的测量范围,以免损坏表内零件。

 

3)应避免剧烈震动和碰撞,不要敲打表的任何部位,不要使测量头突然撞击在被测零件上。

 

4)测量杆上不能压放其他东西,以免测量杆弯曲变形。

 

5)表架要放稳,以免百分表落地摔坏,使用磁性表座时,要注意表座的旋钮位置。

 

6)严防水、油、灰尘等进入表内,不要随便拆卸表的后盖。

 

7)如果不是长期停用,测量杆不允许涂凡士林或其他油类,以免影响测量杆移动的灵活性。

 

8)百分表使用完毕,要擦净放回盒内,让测量杆处于自由状

 

态,避免表内弹簧失效。

 

第二节 车床常用夹具的使用

 

车床夹具用于确定工件在车床上的正确位置,并夹紧工件,在车削工艺中占有很重要的地位。常用的车床夹具有:

 

1)通用夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘和各种形式的顶针等。2)可调整夹具。如成组夹具、组合夹具等。

 

3)专用夹具。为满足某个工件的某道工序而实际使用的夹具,如旋转刀架等。

 

生产中,为保证产品质量、提高生产效率、减轻劳动强度,应正确选择和使用夹具。

 

一、车床夹具的作用

 

1.提高加工精度、保证产品质量

 

车床夹具是保证零件加工技术要求中所规定的尺寸精度、表面粗糙度以及各表面间的相对位置精度的重要措施。

 

正确选用车床夹具就是选择制造精度及结构适合的夹具。如为保证零件加工表面与基准面的同轴度要求,有多种自动定心夹具可以选用:对同轴度要求较低时可用三爪卡盘、四爪卡盘,对同轴度要求高时可用软爪、锥体心棒、卡簧和液性塑料夹具等。

 

2.提高劳动生产率

 

采用一定结构形式的夹具,可显著提高生产效率。在生产中,通常采用下述结构形式的夹具来提高生产率:

 

1)采用快速装夹和拆卸的夹具,可缩短辅助时间,并减轻工人的劳动强度。

 

2)采用专用定位件,属专用夹具,可缩短调整与校正的时间。3)采用多位夹具,二次装夹可以加工多个零件,缩短单件生产时间。

 

4)采用自动控制夹具,如液压靠模或程序控制等,可实现"一人多机"操作。

 

3.充分发挥机床的性能

 

采用专用夹具可以扩大机床的使用范围,从而实现一机多能。如一台普通车床若配置一个专门的旋转刀架可以加工圆球,若配置一个摆动刀架可以加工叶片的型面。

 

二、车床夹具结构

 

由于车床夹具是在旋转情况下,甚至是高速旋转情况下工作,因此夹具要求体积小、重量轻,旋转既能平衡又能保证安全。

 

车床夹具的基本结构为:

 

1.夹具体

 

连接各元件的基体与机床相连接。一般称这类元件为圆盘或花盘。

 

2.定位件

 

确定零件在夹具中的位置的元件。如定位销、定位圈、V形块等。3.夹紧件

 

固定零件用的元件。如压板、螺栓、螺母等。

 

4.连接件

 

连接上述元件用的螺钉、销子、垫圈、键等。

 

5.其他元件

 

如对刀块、测量块、配重、分度装置、锁紧装置以及传动装置等。

 

三、车床夹具的分类

 

车床夹具按类型分为:通用夹具、可调整式夹具和专用夹具。通用夹具按结构形式可分为:

 

1)心轴式夹具。有顶针式心轴和锥柄式心轴。

 

2)卡盘式夹具。有自动定心的两爪卡盘、三爪卡盘及其专用卡爪。

 

3)圆盘式夹具。有固定圆盘式和可供分度的变位圆盘。

 

4)角铁式夹具。有固定角铁式和分度角铁式。

 

5)其他形式夹具。有气动夹具、电磁夹具和真空夹具。

 

1.心轴式车床夹具

 

心轴是构造比较简单、应用较多的夹具。按其定位表面不同,可分为圆柱形、圆锥形、花键和螺纹等;按其连接方式,可分为顶针式心轴、锥柄式心轴等。

 

(1)顶针

 

顶针式心轴是装在顶针上使用的一种夹具,由拨动元件带动来传递扭矩,通常采用鸡心夹头、拨销等。顶针影响夹具的安装精度,故首先予以介绍。

 

车床上使用的顶针分为前顶针和后顶针两种。顶针头部制成60。锥体。后顶针有固定式和活动式两种。由于固定式顶针与零件有相对旋转运动,所以要求耐磨,一般由高碳钢或合金钢制成,也有镶硬质合金头的顶针。活顶针则随零件一起转动,结构比较复杂,因此选用时,应选择运动灵活、同轴度高、刚性好的顶针。图3-10所示为常用普通顶针。顶针的种类很多,用途也不同,应按零件加工时的不同需要加以适当选择。

 

3-11~图3-12分别为外形常用顶针结构及图。表3-1为常用顶针的使用情况。

 

 

3-1所述的各种顶针,多数是直接顶紧在零件的顶针孔或内孔倒角上。

 

(2)心轴

 

心轴是一种已加工好的孔作为定位基准的夹具;零件在心轴上的安装如图3-13所示。

 

 

心轴的种类和结构形式很多,下面介绍几种典型的心轴。1)实体心轴。

 

①圆柱面心轴。适宜于多种零件的加工(如薄圆片、短套等)。采用零件已加工好的圆柱孔定位,并用螺母夹紧。心轴用45号钢制成。心轴必须两端中心孔保持同轴。如图3-14(a)所示。

 

 

②圆锥面心轴。心轴定位部分带有15000的圆锥面。适用于加工公差较小、同轴度要求较高的零件。圆锥面心轴不需要夹紧装置,而是靠锥度自锁,因此适宜于精加工。如图3-14(b)所示。③悬臂心轴。心轴柄部为莫氏圆锥,插入主轴锥孔即可使用。使用这种心轴,对于机床主轴锥孑L的精度要求较高。也可把心轴锥柄部插入主轴锥孔后,再将心轴定位表面做最后精车,以保证较高的同轴度要求。悬臂式心轴适用于加工中小型零件或薄壁零件。图3-15(a)所示为加工套类零件的心轴。工件1的光基内孔与心轴2的略带锥度的定位部分相配合,进行定位与自锁,螺母3是用来卸下工件的。图3-15(b)为加工薄壁零件的心轴。工件光基孔与心轴定位面成动配合,以保证同轴度,并用阶台垫圈和螺母压紧。

 

如果内孔为圆锥面时可将心轴定位面支承相应的外圆锥定位,可利用自锁或螺母压紧。

 

④胀力心轴。如图3-16所示。心轴的定位部分车成锥孔薄壁,并沿轴线铣有3条或6条收缩缝。调节锥体外锥面与心轴锥孔配合。当螺钉旋人时利用锥体将心轴定位直径扩大,使工件得到准确定位并夹紧。

 

如果切削用量过大,夹紧力不够,可将调节锥体的大头车一段螺纹,并加垫圈和螺母夹紧。

 

 

2)液性塑料夹具。液性塑料夹具是一种高精度定一夹紧机构,可以定位和夹紧工件。夹具的定位件是一个薄壁套筒,与夹具体构成一个环形槽,内有传递压力用的液性塑料。当对液性塑料施加压力时,塑料即将力传给薄壁套筒,使套筒产生均匀的径向弹性变形,套筒与工件的间隙逐渐减小,直至工件定心夹紧为止。这种心轴适用于定位孑较大的零件。图3-17为液性塑料心轴,以工件的内孔为定位基准。

 

 

2.圆盘式夹具

 

圆盘式车床夹具主要用于盘、环、套类和壳体类零件的加工。

 

夹具的基本特点是夹具体为一圆盘,将定位、夹紧等元件直接安装在圆盘上,夹具固定在车床法兰盘(花盘)上,并用夹具圆盘上的校正环或定位面进行校正,使夹具与车床主轴旋转中心线保持同轴度要求。图3-18(a)所示的夹具为一典型的圆盘式车床夹具,其结构简单,使用方便,零件是以外圆柱面定位在夹具上。图3-18(b)所示是用于加工套形或环形薄壁零件的夹具,圆形压板用于压紧零件,同时也供零件辅助定位和支承,夹具是以零件内圆柱面定位的。

 

3.角铁式夹具

 

当零件被加工表面的旋转轴线与定位支承表面不垂直时,夹具的定位支承面与安装平面不平行,两面具有一定的交角,即构成角铁形式。这类夹具多用于加工壳体、多通管接头和复杂的交角表面,见图3-19所示。

 

 

4.卡盘式夹具

 

三爪卡盘和四爪卡盘作为机床的附件称为通用夹具。两爪卡盘则称为可调整夹具。为扩大卡盘的使用范围,通常采用更换卡盘上

 

 

卡爪来满足各种零件的加工要求。

 

(1)两爪卡盘

 

两爪卡盘的结构与圆盘式车床夹具相类似,它的本体也是圆盘,常用于需定位兼夹紧的零件、对称性外形零件、定位夹紧表面不规整的零件等,如各种管接头。

 

(2)三爪卡盘

 

三爪卡盘是车床重要附件之一。它应用极为广泛,可达到既定心又可夹紧的目的。其特点是夹紧力大,使用方便。为了扩大三爪卡盘的使用范围,往往将三爪卡盘的三个爪换下来,装上专用卡爪,变成专用的三爪卡盘。

 

(3)四爪卡盘

 

四爪卡盘是车床另一重要附件之一。它应用极为广泛,与三爪卡盘一样可达到既定-t2,又可夹紧的目的。它可实现非规则零件夹持。

 

(4)专用卡爪

 

专用卡爪可按零件的定位表面不同分为硬性卡爪(简称硬爪)与软性卡爪(简称软爪)两种。

 

1)硬爪:硬爪是按零件的定位表面外形不同而设计的专用卡爪,常用W、眄或20号钢渗碳,经淬火制成,其硬度一般达HRC5055,适用于以毛坯表面或粗基面的定位的零件。在一般情况下,硬爪使用时不需要加工,必要时可修磨。

 

2)软爪:软爪适用于已加工表面作为定位夹紧,可以获得较高的定位加工精度,因此使用范围较广。软爪常用低碳钢、铝合金、铜合金及夹布胶木等软性材料制成,一般安装在两爪卡盘或三爪卡盘上,按零件已加工表面配置定位表面。若零件更换,只要将软爪按更换零件的表面再次配置即可使用。

 

5.其他形式车床夹具

 

(1)气动式夹具

 

车床自动夹具就是将自动定心夹具由手动夹紧变为气动夹紧,

 

实现快速操作,以提高工作效率,减轻劳动强度。气动车床夹具与普通夹具相比较,变化并不大。只是在整个气动装置的结构与布局上比较复杂。如气动式三爪卡盘,其结构简单、使用方便,已被广泛使用。

 

这种卡盘有以下特点:

 

1)可实现快速夹紧和松开。

 

2)在加工过程中,即使由于零件定位夹紧表面有了变化,仍处于良好的夹紧状态。

 

3)夹紧力不如普通的三爪卡盘夹紧力大。(2)电动卡盘与吸磁盘

 

当生产批量大、工件较小而加工表面较简单的轴类、套类零件时,零件的安装表面又是已加工表面时,可使用电动卡盘实现快速自动装夹与松卸。

 

在薄壁零件加工中,不能采用集中夹紧力的夹紧机构时,可采用电磁吸力的方法。电磁吸力盘通电后产生电磁场而将零件吸住进行车削。用它可以车削薄片零件的端面,也可以利用磨具进行磨削,以得到端面厚度一致和有平行度要求的零件,但使用吸磁盘的工件材料必须是可磁化的,如普通钢材等。

 

(3)真空夹具

 

对一些刚性很差的薄壁零件,不宜采用集中夹紧力的夹具以避免零件变形,而又不能采用吸磁盘夹紧的,如铝合金、铜合金等材质的零件可以用真空夹具。工作时使零件与夹具之间产生真空,借助空气压力将零件夹紧在夹具上,一般采用真空泵或特殊气缸来产生真空。

 

四、常用夹具的使用

 

在车削之前,必须先把零件装夹在车床夹具中,并进行校正,然后才能车削。由于工件的形状、大小和加工数量的不同,因此必须采用不同的装夹方法。

 

 

1.心轴

 

利用心轴保证套类零件的两个端面的平行度和与内孑的垂直度时,可以采用下面几种方法安装(下面是指一个端面和内孔已经车过,而要车另一端面时)

 

1)工件与三爪卡盘卡爪阶台面准确贴平。

 

2)工件套在心轴上再车端面,先车一根直径与工件孑径尺寸相同略带锥度的轴,与内孑紧配合。

 

3)应用端面挡铁。挡铁的一端插在主轴的锥孔中。如果在工件上还要镗孔,那么在挡铁端面上钻一个孔,孔的直径应大于工件镗好以后的孔径。

 

以内孔定心的工件,先车好内孔,再车外圆,这时我们可以应用心轴(如图3-20)。心轴利用锥柄直接插在主轴锥孔中,如果锥度不对,可以用垫套。心轴后端用拉杆拉紧(拉杆从主轴中通过)。工件装上心轴后,用螺帽和垫圈压紧工件。为了便于装卸工件,最好应用开口垫圈。只有工件孔径大于垫圈和螺帽直径时,才能方便地装卸工件。

 

 

当零件尺寸相同且数量较多时,可以在两顶针间用较长心轴安装,把几个零件都套在心轴上夹紧再车外圆。这时为了在两顶针装卸方便,我们可以把心轴左端制成方形,并把方头插在带有方孔的

 

 

拨盘中,或把心轴左端铣成平台。在拨盘上装可调节的拨杆抵住平台,并带动心轴和工件转动。

 

如果零件的内孔是花键孔,可以用花键心轴。同样,如果工件是锥孔,就可以应用锥形实心心轴,其安装过程与实体心轴安装过程相同。

 

2.四爪卡盘上安装工件

 

1)在四爪卡盘上校正工件。在四爪卡盘上校正工件的目的,是要使工件的中心线与车床主轴旋转中心线一致。装夹工件时,把各爪向外移动,相对两个爪的距离稍大于工件直径。这时把工件装上,先用两个相对的爪夹紧,再用另两个相对的爪夹紧,这时先看一看四个卡爪的位置是否差不多,这一点可用卡盘端面上多圈的线痕做依据,然后用划针进行校正,如图3-21所示。

 

 

校正时,将划针尖放在距工件表面0205mm处,这时慢慢转动卡盘,看看哪一处表面离针尖最远,就将最远点的一个卡爪松开,对面的一个卡爪拧紧,这样反复几次,直至工件校正为止。校正较短的孔或薄形工件时,还要校正端面。校正时,把划针尖放在距端面近边缘处,慢慢转动工件,看看端面上哪一处离针尖最近,这时就用木锤或铜锤轻轻敲击,直到各处距离相等为止。装夹直径较大的工件,可采用反爪装夹或正爪反撑。

 

装夹长方形零件时,把相对的两爪距离校正即可。应用四爪卡盘时。由于它的夹紧力较大,所以适用于装夹大型或形状不规则的

 

 

工件,确定校正比较麻烦。

 

2)在三爪卡盘上安装工件。三爪卡盘又叫自来夹头或三角夹头,它的结构形状如图3-22所示。三爪卡盘也是用法兰盘安装在主轴上的。当扳手方棒插人小伞齿轮2的方孔1转动时,小伞齿轮2就带动大伞齿轮3转动。大伞齿轮3的背面有一平面螺纹4,三个卡爪上螺纹与平面螺纹4啮合,因此当平面螺纹4转动时,三个卡爪就同时向心或离心移动。

 

 

三爪卡盘能自动定心,一般不需要校正。但是在装夹稍长些轴时,工件外端不一定正,即工件中心线不一定与主轴中心线一致,所以同样要用划针或目测校正。

 

装夹盘性零件时,特别使外圆表面已经经过加工的盘形零件,

 

装上卡盘后也不一定正,这时除了用划针盘或目测之外,最好采用如图3-23所示的方法校正。把工件装上卡盘后轻轻夹紧,在刀架上装一铜棒或硬木块,轻轻支在工件端面(如图3-24).然后慢速转动工件,这样很快就能把工件端面校正,校正后再把工件夹紧。用三爪卡盘装夹已经过精加工的表面时,被夹住的工件表面应

 

包一层铜皮,以免夹伤工件表面。

 

用三爪卡盘能很快校正工件,节省时间,适用于大批中心型规则零件。但必须注意,用正爪夹工件时,工件直径不能太大,一般卡爪伸出量不超过卡爪长度的一倍,否则卡爪与平面螺纹只有咬合23牙,容易使卡爪上的牙齿碎裂,所以装夹大直径工件时,尽量要用反爪装夹(三爪卡盘有正反两副卡爪,有的只有一副,但同

 

样可以正反使用,各爪都有编号)

 

3)在两顶尖上安装工件。较长的工件,如长轴、长丝杠等,或工序较多的工件,如车削之后要铣削或磨削等,一般都用两顶针安装,如图3-25和图3-26所示为内、外梅花顶尖装夹形式,内梅花顶尖装夹尺寸如图3-25所示。因为用两顶针装夹方便,不需校正,安装精度高。中心孔由圆柱孔和圆锥孔两部分组成。圆柱孔用来储存润滑油,以减少顶针磨损。圆锥孔一般是60。用来担负压力及定心。中心孔有不带护锥的(A)、带护锥的(B)、带螺孔的(C)三种,常用最好带有护锥的8型,这样可以防止端面碰伤而影响中心精度。中心的大小一般都有规定,可以从表3-2中查出,中心的主要尺寸是小孔直径d,平时称中心钻大小就是这个小孔直径dd的大小根据原料直径大小来决定。

 

4)钻中心孔的方法。中心是用中心钻钻出来的,中心钻形状如图3-27所示。中心钻的尺寸和形状是按表3-2尺寸来定的。常用的中心钻是用高速钢材料制成的。

 

轴上两端的中心应在一条中心线上,这对车后要经磨床加工,或精度要求较高的轴来说更为重要,否则加工出来的轴,它的几何形状是不正确的。此外,中心孔必须光洁无毛刺。中心孑L可在车床上或在钻床上加工。

 

3.顶针

 

顶针有前顶针和后顶针两种,两种顶针的尺寸形状相同,所不同的是前顶针不淬火,后顶针淬火,因为前顶针与工件一起旋转,不发生摩擦,后顶针与工件发生摩擦,所以要淬火。前顶针插在一个专用锥套上,再将锥套插入主轴锥孔内。

 

有时为了准确和方便起见,在三爪卡盘上装夹一段用钢料,车一只60。尖端来代替前顶针。后顶针有普通顶针和活顶针两种,用普通顶针安装工件使其牢固,但磨损较大,所以目前采用镶硬质合金的顶针。活顶针可以减少顶针跟工件摩擦,但刚性不好。

 

前后顶针的安装必须准确,安装之前,必须把锥柄和锥孔擦干净,这对前顶针来说,更为重要,装上之后必须校正,不使它转动或摆动。要拆下前顶针,可用一根棒从主轴孔中把前顶针顶出。拆后顶针时,可以摇动床尾手轮,使顶针套筒缩回,由丝杆前端顶出后顶针。

 

4.拨盘和鸡心夹头

 

前后顶针是不能直接带动工件转动的,它必须通过拨盘和鸡心夹头带动工件旋转。鸡心夹头的形状如图3-28所示,拨盘的后端有内螺纹与主轴配合。盘面有两种形状,一种是有U形槽的,另一种是带有拨杆的,前者用来装弯尾鸡心夹头,后者用来装直尾鸡心夹头。为了安全起见,目前也有安全拨盘,它可以防止鸡心夹头打在手上。卡盘、拨盘和鸡心夹头装夹的工件如图3-29所示。顶尖、拨盘和鸡心夹头装夹的工件如图3-30所示。

 

鸡心夹头的安装:比较长的轴,可以用一端夹一端顶的方法。如果两端用两顶针安装,很不稳固。有时工件长,直径又大,没有这样大的鸡心夹头,也只好用一夹一顶的方法。不过这种方法只适用于粗车,不适用于多工序的精车。在两顶尖间安装工件时应注意:

 

 

1)应使前后顶针在一条直线上,否则车出来的不是圆柱体而是圆锥体。调整时,可以先把床尾推向车头,使两顶尖接触,看看它们是否在一条直线上,并加以调整。然后装上工件,车一刀后再量工件两端的直径,根据直径的差别来调整床尾横.向位置。如果工件右端直径大,左端小,那么床尾应向操作者方向偏移,反之,向相反方向偏移。

 

偏移时,一般凭自己的感觉来确定。另外也可以用百分表来测量。测量时,以触头接触工件右端,入托两端直径相差01mm,那么床尾应偏移012=005ram,这个数字可从百分表中读出。2)床尾套筒不能伸出太长,一般是3060ram,但不能妨碍车刀切削。

 

3)用死顶针,应在中心孔内加黄油。

 

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4)两顶针不能顶得太紧,否则会烧坏死顶针。此外,在加工长轴时,由于发热会伸长,因此中途必须经常松开后顶针,然后再顶上,否则工件会弯曲,并有向外飞出的危险,但也不能顶得太松,否则会引起震动。

 

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