工件在车床上的安装

5.2.3　工件在车床上的安装

车削时，必须把工件装夹在车床的夹具上，经校准后进行加工。由于工件的形状、尺寸、精度和加工批量等情况不同，所以必须使用相应的装夹机构。经常使用的车床夹具有：卡盘、顶尖、心轴、中心架、跟刀架等。

1．顶尖、拨盘和鸡心夹头

车床上使用的顶尖分前顶尖与后顶尖两种。顶尖头部一般都制成60°锥度，与工件中心孔吻合；后端带有标准锥度，可插入主轴锥孔或尾座锥孔中。后顶尖有普通顶尖（也称为死顶尖）和回转式顶尖（也称为活顶尖）两种（见图5-9）。回转式顶尖可减少与工件的摩擦，但刚性较差，精度也不如死顶尖，故一般用于轴的粗加工或半精加工。若轴的精度要求较高时，后顶尖也应用死顶尖。为减轻摩擦，可在顶尖头部加少许油脂。

图5-9　顶尖

顶尖常和拨盘、鸡心夹头组合在一起使用，用来安装轴类零件，进行切削精加工。如图5-10所示为顶尖、拨盘和鸡心夹头的使用情况。用鸡心夹头的螺钉夹紧工件，鸡心夹头的弯尾嵌入拨盘的缺口中，拨盘固定在主轴上并随主轴转动。工件用前后顶尖顶紧，当拨盘转动时，就通过鸡心夹头带动工件旋转。

采用两顶尖装夹工件，可以使各加工表面都处在同一轴线上，因而能保证在多次安装中各回转表面有较高的同轴度。一般用于精加工。

图5-10　用顶尖、拨盘和鸡心夹头装夹工件

1—前顶尖　2—鸡心夹头　3—拨盘　4—后顶尖

图5-11　三爪自定心卡盘

1—平面螺纹　2—大锥齿轮　3—小锥齿轮　4—方孔

2．三爪自定心卡盘

三爪自定心卡盘一般用来夹持圆形、正三角形、正六角形工件。如图5-11所示为三爪自定心卡盘的外形和结构，当扳手插入任一小锥齿轮3的方孔4中转动时，小锥齿轮3就带动大锥齿轮2转动。大锥齿轮2的背面有一个平面螺纹1与三个卡爪背面的平面螺纹啮合，因此当平面螺纹1转动时，三个卡爪就同时向心或离心移动。卡爪从外向内夹紧可以装夹实心工件；卡爪从内向外夹紧可以装夹空心工件。

三爪自定心卡盘用三爪卡盘夹持工件，一般不需要校正，三个卡爪能自动定心，使用方便，但定位精度较低（0.05～0.15）。因此，当被加工零件各表面位置精度要求较高时，应尽量在一次装夹中加工出来。

当对轴类零件进行粗加工或半精加工时，常采用三爪卡盘与尾座上的后顶尖配合，采用“一夹一顶”装夹工件，提高工件的刚性。

3．四爪单动卡盘

四爪单动卡盘如图5-12所示。它的每一个卡爪可独立作径向移动，所以可装夹较复杂形状的工件。这种卡盘在使用时，需分别调整各卡爪，使工件轴线和车床主轴轴线重合。

四爪卡盘的优点是夹紧力大，但校正比较麻烦，所以适用于装夹毛坯、形状不规则的工件或较重的工件。

图5-12　四爪单动卡盘

4．花盘

不对称或具有复杂外形的工件，通常用花盘装夹加工。花盘的表面开有径向的通槽和T形槽，以便安装装夹工件用的螺栓。如图5-13所示为在花盘上装夹工件的情况。用花盘装夹不规则形状的工件时，常会产生重心偏移，所以需加平衡铁予以平衡。

5．中心架和跟刀架

车削细长轴时，为了防止工件切削时产生弯曲，需要使用中心架和跟刀架。中心架的形状结构如图5-14（a）所示。它的主体1通过压板7和螺母6紧固在床导轨的一定位置上。盖子4与主体用铰链作活动连接，可以打开以便放入工件。三个支承爪2、3、5用来支持工件。支承爪可以自由调节，以适应不同直径的工件。中心架用于车削细长轴、阶梯轴、长轴的外圆、端面及切断等工序。如图5-14（b）所示为用中心架车端面时的情况。

图5-13　用花盘装夹工件

1—工件　2—平衡铁　3—角铁

图5-14　中心架及其应用

1—主体　2、3、5—支承爪　4—盖子　6—螺母　7—压板

跟刀架的结构和形状如图5-15所示。它的作用与中心架相同，所不同的地方是它一般只有两只卡爪，而另一个卡爪被车刀所代替。跟刀架固定在床鞍上，跟着刀架一起移动，主要用来支承车削没有阶梯的长轴，例如精度要求高的光滑轴、长丝杠等。

图5-15　跟刀架及其应用

1—三爪自定心卡盘　2—工件3—跟刀架　4—后顶尖　5—刀架

6．心轴

在加工齿轮、衬套等盘套类零件时，其外圆、孔和两个端面无法在一次装夹中全部加工完毕，如果把工件调头装夹再加工，往往不能保证位置精度。因此，可在孔精加工之后，把工件装在心轴上，再把心轴安装在前后两顶尖之间或直接装在车床主轴锥孔内精加工其他表面，来获得较高的位置精度。常用心轴有圆柱心轴、锥度心轴和胀套心轴，见图5-16。

如图5-16（a）所示为圆柱心轴装夹工件，其对中精度稍差，但夹紧力较大。这种心轴的端面需要与圆柱面垂直，工件的端面也需要与孔垂直。如图5-16（b）所示为锥度心轴，其锥度为1∶2000～1∶5000，对中性好，装卸方便，但不能承受较大的切削力，多用于精加工。如图5-l6（c）所示为胀套心轴，它可以直接装在车床主轴锥孔内，转动螺母可使开口套筒沿轴向移动，靠心轴锥度使套筒径向胀开，撑紧工件。采用这种装夹方式时，装卸工件方便。

图5-16　心轴

1—工件　2—心轴　3—螺母　4—胀套