車床工藝裝備課題一夾具的基本概念課題二工件的定位課題三工件的加緊課題四常見車床夾具課題五組合夾具簡介課題六硬質合金可轉位車刀課題一夾具的基本概念一、夾具的定義和分類在車床上用以裝夾工件的裝置稱為車床夾具。車床夾具的種類、定義和應用二、夾具的組成

圖所示為支架，該零件的毛坯為壓鑄件，4×?6.5ｍｍ孔在壓鑄后就達到圖樣要求，底面經加工后也達到圖樣要求。現要求加工兩端?26Ｋ7軸承孔、?22ｍｍ通孔及兩個端面，兩?26K7孔之間的同軸度公差為?0.04ｍｍ。加工支架用車床夾具1－平衡鐵２、4－壓板3－定位銷5－圓弧定位體6－夾具體7－止推釘1.定位裝置定位裝置是保證工件在夾具中具有確定位置的裝置。2.夾緊裝置夾緊裝置是指在工件定位后將其固定的裝置，用以保持工件在加工過程中定位位置不變。3.夾具體夾具體是夾具的基座與骨架，其作用是將定位裝置與夾緊裝置連成一個整體，并使夾具與機床的有關部位相連接，確定夾具相對于機床的位置。4.輔助裝置輔助裝置是根據夾具的實際需要而設置的一些附屬裝置。三、夾具的作用1.保證加工精度采用夾具后，工件上各有關表面的相互位置精度就由夾具來保證，這比劃線找正所達到的精度高，能較容易地達到圖樣所要求的精度。2.提高勞動生產率采用夾具后，可省去劃線工序，減少找正時間，因而提高了勞動生產率。同時由于工件裝夾穩固，可加大切削用量，減少切削時間。有的夾具可同時裝夾幾個工件，勞動生產率顯著提高。若再采用氣動或液壓傳動來驅動夾緊裝置，則效果更為明顯，同時可以減輕工人的勞動強度。3.解決車床加工裝夾中的特殊困難比如有些支架，如果不采用夾具進行加工，則很難達到圖樣要求。有些工件，不論數量多少，不用夾具甚至無法加工。4.擴大車床的加工范圍在單件、小批量生產時，工件的種類很多，且工藝過程較復雜，當機床的種類不齊全時，可對某種車床進行適當的改造，并采用適當的夾具，使車床“一機多用”。如在車床的中滑板上裝上鏜模，就可實現“以車代鏜”。課題二工件的定位一、定位和基準的基本概念1.工件的定位

使用夾具對工件進行加工時，必須按照加工工藝的要求先把工件放在夾具中，使工件在夾緊之前相對于機床和刀具有一個正確的確定位置，這個過程稱為工件的定位。工件的定位是通過工件上的某些表面與夾具定位元件的接觸來實現的。2.定位基準

定位基準體現的是工件與夾具定位元件工作表面相接觸的表面。

當工件的定位基準確定后，工件上其他部分的位置也隨之確定。工件定位時，作為基準的點和線往往由某些具體表面體現出來，這種表面稱為定位基面。

二、工件的定位原理1.六點定位規則

任何工件在空間直角坐標系中，都可以沿ｘ、ｙ、ｚ這三個坐標軸移動，也可繞著這三個坐標軸轉動。把沿ｘ、ｙ、ｚ坐標軸移動的自由度分別用表示，把沿著這三個坐標軸轉動的自由度分別用表示。為使工件在夾具中有一個完全確定的位置，必須靠在夾具中適當分布的６個支撐點來限制工件的６個自由度，這就是６點定位規則。

2.工件定位的類型（1）完全定位

工件的６個自由度全部被限制，在夾具中只有唯一位置的定位稱為完全定位。（2）不完全定位又稱為部分定位，指根據加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，而工件應當限制的自由度都受到了限制。

（3）重復定位

工件的同一自由度同時被幾個支撐點重復限制的定位稱為重復定位。一夾一頂時的重復定位及改善措施ａ）重復定位ｂ）改善措施圖ａ所示為用心軸定位１個套類工件，心軸的外圓相當于４個支撐點，限制了４個自由度。如果按圖ｂ所示定位，由于增加了１個平面（臺階），限制３個自由度，所以對、是重復定位。由于工件的端面與孔的軸線有垂直度誤差，夾緊時，心軸發生變形，影響了加工精度。為了改善重復定位，可采用以下幾種措施：１）如果主要以孔定位，則平面與工件的接觸面較小，使平面只限制1個自由度，如圖ａ所示。２）如果心軸臺階面因裝夾等原因不能減小，可使用球面墊圈作定位支撐。球面墊圈能自動定心，起浮動作用，相當于１個支撐點，限制工件的１個自由度，如圖ｂ所示。３）如果工件主要以端面定位，則應把心軸的定位圓柱做得相對短些，使其只限制工件的和兩個自由度，如圖ｃ所示。（4）欠定位

工件定位時，定位元件實際所限制的自由度數目少于按加工要求所需要限制的自由度數目，使工件不能正確定位，稱為欠定位。

欠定位不能保證加工要求，往往會產生廢品，也不能保證生產的安全，因此絕對不允許欠定位。用卡盤裝夾小軸ａ）夾持部分短ｂ）夾持部分長三、工件的定位方法和定位元件1.工件以平面定位

當工件以平面為定位基準時，由于工件的定位平面和定位元件支撐面不可能是絕對的理想平面，所以相互接觸的只能是最突出的３個點，并且在一批工件中這３個點的位置無法預定。如果這３個點之間的距離很近，就會使工件定位不穩定。為了保證定位的穩定可靠，一般應采用３點定位的方法，并盡量增大支撐點之間的距離。如果工件定位基面經過精加工，平面度誤差很小，也可適當增加定位元件的接觸面積，以增加定位的剛度和穩定性。在用大平面定位時，應把定位平面的中間部分做成凹的，使工件定位基面的中間部分不與定位元件接觸，這樣既可減少定位基準的加工量，又可提高工件定位的穩定性。

工件以平面定位時的定位元件主要有支撐釘、支撐板、可調支撐和輔助支撐等。

（1）支撐釘

（2）支撐板裝配后位置固定不變的定位元件稱為固定支撐。支撐釘和支撐板都是固定支撐。

（3）可調支撐

由于支撐釘和支撐板的高度不可調整，在實際定位中會遇到一些困難，此時可采用可調支撐。可調支撐主要用于毛坯面的定位，尤其適用于尺寸變化較大的毛坯。

（4）輔助支撐

由于工件結構特點，使工件定位不穩定或工件局部剛度較差而容易變形，這時可在工件的適當部位設置輔助支撐。這種支撐在定位支撐對工件定位后才參與支撐，僅與工件適當接觸，不起任何限制自由度的作用。下圖所示為在滑動軸承座上車孔的夾具。由于工件以底面定位，其右端懸空，工件在加工時不穩定，所以采用輔助支撐。

2.工件以外圓定位

車削時，工件以外圓定位的情況很多，如臺階軸、曲軸及套類工件等的加工常以外圓定位。除通用夾具外，常用的定位元件有Ｖ形架、定位套和半圓弧定位套等。（1）在Ｖ形架中定位（2）在定位套中定位（3）在半圓弧定位套上定位常用定位套工件在半圓弧定位套上定位（4）圓錐定位夾具3.工件以內孔定位

工件以內孔定位在車削中應用廣泛，如連桿、套筒、齒輪和盤蓋等工件，常以加工好的內孔作為定位基準定位。用這種方法定位，不僅裝夾方便，而且能很好地保證內、外圓表面的同軸度。工件以內孔定位時，其定位元件主要有定位銷、定位心軸及定心夾緊裝置。固定式定位銷通過過盈配合與夾具體連接，其定位精度較高。可換式定位銷的夾具體中壓有襯套，襯套與定位銷為間隙配合，定位銷下端用螺母鎖緊，其優點是更換方便，但由于存在裝配間隙，因而影響定位銷的位置精度。定位銷的頭部有１５°的倒角，以方便工件的順利裝入。（1）定位銷

定位銷常用于圓柱孔的定位，是組合定位中常用的定位元件之一。定位銷分為固定式和可換式兩類。定位銷能限制工件的兩個自由度。

定位銷

ａ）固定式（Ｄ為3～10ｍｍ）ｂ）固定式（Ｄ10～18ｍｍ）ｃ）固定式（Ｄ為18ｍｍ）ｄ）可換式１—螺母２—可換式定位銷３—襯套

（2）定位心軸

在加工齒輪、軸套、輪盤等工件時，為了保證外圓軸線和內孔軸線的同軸度要求，常以心軸定位加工外圓和端面。工件的圓柱孔常用間隙配合心軸、過盈配合心軸等定位。

圓柱心軸

ａ）間隙配合心軸ｂ）過盈配合心軸

１—傳動部分２—工作部分３—引導部分

對于圓錐孔、螺紋孔、花鍵孔則分別用圓錐心軸、螺紋心軸和花鍵心軸定位。

圓錐心軸

ａ）普通圓錐心軸ｂ）帶螺母的圓錐心軸螺紋心軸

ａ）簡易螺紋心軸ｂ）帶螺母的螺紋心軸花鍵心軸

ａ）普通花鍵心軸ｂ）帶錐度花鍵心軸4.工件以兩孔一面定位

當工件以兩個軸線互相平行的孔和與其相垂直的平面定位時，可用一個圓柱銷、一個削邊銷和一個平面作為定位基準。這種定位方式在加工軸承座或箱體類工件時經常采用。兩孔一面定位

１—圓柱銷２—軸承座３—削邊銷課題三工件的夾緊一、對夾緊裝置的基本要求

夾緊裝置對保證加工質量，提高生產率等都起著非常要的作用。夾緊裝置應滿足下列要求：

（1）牢。夾緊后，應保證工件在加工過程中的位置不發生變化。

（2）正。夾緊后，應不破壞工件的正確位置。

（3）快。操作方便，安全省力，夾緊迅速。

（4）簡。結構簡單緊湊，有足夠的剛度和強度，且便于制造。

二、常見的夾緊裝置1.斜楔夾緊裝置

夾緊機構的工作原理是：轉動螺桿推動楔塊前移，使鉸鏈壓板轉動，從而夾緊工件。2.螺旋夾緊裝置

螺旋夾緊裝置在機械加工中應用非常普遍，特別適合手動夾緊。優點：是結構簡單，夾緊可靠，夾緊行程大；特別便于增大夾緊力，自鎖性能好。缺點：是夾緊和松開工件時，比較費時、費力。

（1）螺釘夾緊裝置

工作原理是通過旋轉螺釘使其直接壓在工件上。為了防止螺釘頭部被擠壓變形后擰不出，通常使螺釘前端的圓柱部分直徑變小并淬硬。鋼質螺母套可保護夾具體不被過快磨損。

螺釘夾緊裝置

１—螺釘２—鋼質螺母套３—夾具體４—工件

工作原理是通過旋轉螺釘使其直接壓在工件上。為了防止螺釘頭部被擠壓變形后擰不出，通常使螺釘前端的圓柱部分直徑變小并淬硬。鋼質螺母套可保護夾具體不被過快磨損。

帶擺動壓塊的螺釘夾緊裝置

１—螺釘２—鋼質螺母套３—夾具體４—擺動壓塊５—工件（2）螺母夾緊裝置

優點：螺母夾緊裝置的夾緊力大，自鎖性能好，適用于手動夾緊。缺點是裝卸工件時，必須把螺母從螺桿上卸下。采用開口墊圈可解決這一問題。采用開口墊圈時，墊圈應做厚些，并在淬硬后把兩端面磨平，使螺母外徑明顯小于定位孔內徑，以使工件方便地從夾具上卸下。3.螺旋壓板夾緊裝置

課題四常見車床夾具一、特殊頂尖1.內、外撥動頂尖

外撥動頂尖，用于裝夾套類工件，它能在一次裝夾中加工套類工件的整個外圓。內撥動頂尖，用于裝夾軸類工件。

內外撥動頂尖的圓錐角一般為60°，在其錐面上加工有淬硬的齒，在夾緊工件時該齒嵌入工件，并撥動工件旋轉。

2.端面撥動頂尖

在用這種前頂尖裝夾工件時，利用端面上的撥爪帶動工件旋轉，此時工件以中心孔定位。

使用這種頂尖的優點是：能快速裝夾工件，并在一次裝夾中能加工出全部外表面。它適用于裝夾外徑為?50～?150mm的工件。

端面撥動頂尖二、定心夾緊裝置

定心夾緊裝置是一種在裝夾過程中同時實現定位和夾緊作用的機構，在這種機構中，與工件定位基準接觸的元件既是定位元件又是夾緊元件。

車床上常用的定心夾緊裝置是彈簧套筒定心夾緊裝置。根據其用途分為彈簧夾頭、彈簧心軸和頂尖式心軸等。

1.彈簧夾頭

彈簧夾頭的工作原理為：旋轉大螺母１，使螺母上的錐孔產生軸向位移，從而迫使彈簧套筒２發生彈性變形，以使工件４定心，并夾緊工件。圓錐銷５的作用是防止彈簧套筒旋轉。2.彈簧心軸

彈簧心軸主要用于以內孔定位時工件的裝夾。彈簧套筒的形狀，當它的長度與直徑之比Ｌ／Ｄ＞１時，彈簧套筒的兩端各制有簧瓣。夾緊工件時，旋轉螺母５，使錐套４向左移動。由于錐套和心軸１上圓錐面的作用，迫使彈簧套筒３的直徑脹大，從而將工件２定心夾緊。

3.頂尖式心軸

它適用于加工內外圓無同軸度要求或只需加工外圓柱面的套筒類工件。使用時，旋轉螺母６，使活動頂尖套４左移，從而使工件３定心夾緊。

三、車床夾具實例

圖示為半螺母工件。為了便于車削梯形螺紋，毛坯采用兩件合并加工后，在銑床上用鋸片銑刀切開的加工工藝。車削梯形螺紋前，上、下兩底面及4×Ｍ12螺孔已加工好，2×?10ｍｍ錐銷孔鉸至2×?10H7，以作定位孔用。

圖示為車削半螺母上的梯形螺紋時的夾具。課題五組合夾具簡介

組合夾具是由可循環使用的標準夾具零部件（或專用零部件）組裝而成的易于連接和拆卸的夾具。其零部件具有各種不同的幾何形狀、尺寸和規格，并且它們的精度高、硬度高、耐磨性好，具有良好的互換性。利用這些零部件，可根據被加工工件的工藝要求，快速組裝成專用夾具。夾具使用完畢，可以非常方便地將其拆開，便于重復使用。

一、組合夾具元件1.基礎件

基礎件主要作夾具體用，上面有Ｖ形槽、鍵槽、光孔和螺孔等，用來定位和緊固其他元件。基礎件包括各種規格的方形、矩形、圓形基礎板和基礎角鐵４種結構，如圖所示。

2.支撐件

支撐件主要包括各種規格的方形支撐、長方形支撐、伸長板、角鐵、角鐵支撐、墊片、墊板、菱形板和Ｖ形架等，如圖所示。支撐件上一般有Ｔ形槽、鍵槽、光孔和螺孔等，可以將支撐件與基礎件、其他元件連成整體，用于不同高度的支撐和各種定位支撐平面，因此，支撐件是夾具體的骨架。

3.定位件

定位件主要包括各種定位銷、定位鍵、定位軸、各種定位支座、定位支撐和頂尖等，如圖所示。定位件主要用于工件的定位和確定元件與元件之間的相對位置。

4.導向件

導向件包括各種規格的鉆套、快換鉆套和導向支撐等，如圖所示。導向件用來確定刀具與工件間的相對位置。5.壓緊件

壓緊件包括各種形狀的壓板，如圖所示。壓緊件主要用來壓緊工件。6.緊固件

緊固件用于連接組合夾具元件和緊固工件，包括各種螺釘、螺栓、螺母和墊圈等，如圖所示。7.輔助件

輔助件是指除上述６類以外的各種用途的單一件，如連接板、回轉壓板、浮動塊、各種支撐釘、支撐帽、二爪支撐、三爪支撐、彈簧和平衡鐵等，如圖所示。8.組合件

組合件是指在組裝過程中不拆開使用的獨立部件，按其用途可以分為定位組合件、導向組合件、夾緊組合件、分度組合件等，圖所示為其中的一部分。

二、組合夾具的組裝實例

按照一定的步驟和要求，把組合夾具的元件組裝成加工所需要的夾具的過程，稱為組合夾具的組裝。

車床組合夾具

組合夾具的組裝可按下列步驟：1.準備階段

準備階段是指根據工件加工圖樣或工件實物及有關資料，了解工件的形狀、結構、尺寸及幾何公差等技術要求，了解工件的加工工藝及所使用的車床、刀具等情況，以便確定工件的定位、夾緊和裝卸等方法。2.確定組裝方案

在熟悉資料的同時，根據工件定位基準的特點和夾緊要求，確定工件的定位基面和夾緊部位。選擇所需的定位元件、夾緊元件以及相適應的支撐件、基礎件和輔助件等，初步設想夾具的結構形式。裝在基礎件上的元件都不能超出基礎件的最大外徑，必要時增設防護罩。3.試裝

按照初步設想的夾具結構方案先對夾具進行試裝，注意各元件之間暫不緊固，以便對主要元件的精度進行測量。試裝的目的是檢驗夾具的組裝方案是否正確，并對初步設想的組裝方案進行修改和補充，確保組合后的夾具正確合理，避免正式組裝時造成大的返工。4.各元件的連接、調整和固定

經試裝確定夾具的組裝方案后，即可進行元件的連接和調整，調整好的元件應及時緊固，以防旋轉時甩出。5.檢驗

夾具元件全部緊固后，要進行仔細而全面的檢驗，主要檢驗夾具的總體精度、尺寸精度和相互位置精度。檢驗合格后方可交付使用。

課題六硬質合金可轉位車刀硬質合金可轉位車刀是隨著切削加工的發展而出現的一種新型高效刀具。它是把壓制有幾個切削刃并具有合理參數的刀片，用機械夾固方式裝夾在刀柄上的一種刀具。一、可轉位車刀的結構

硬質合金可轉位車刀的結構如圖所示，它由刀墊、刀片、夾緊機構和刀柄等組成。

1.可轉位車刀的優點

可轉位車刀與焊接式車刀相比有以下優點：

（1）刀片是呈一定形狀的多邊形，當切削刃磨鈍后，不必重磨刀片，只需將刀片轉過一個角度，就可使用另一新的切削刃。因此，縮短了換刀和磨刀的輔助時間，生產效率高，并可適應數控車床的發展需要。

（2）刀片不用焊接，從而避免了焊接所造成的刀片內應力和裂紋，可充分發揮刀片應有的切削性能，延長刀具的使用壽命。（3）刀片在使用過程中不需刃磨，有利于涂層材料的推廣應用，可進一步提高切削效率及刀具壽命。

（4）卷屑槽在刀片制造時壓制成型，槽型尺寸穩定，斷屑性能可靠。（5）刀柄能多次使用，節約刀柄材料，便于刀具標準化，簡化刀具的管理工作。（6）對操作者車刀的刃磨技術要求低。2.可轉位車刀的缺點

（1）結構復雜，裝卸費時。

（2）刀片的幾何參數不能完全達到最佳值。（3）一次性投資較大。二、硬質合金可轉位車刀刀片

硬質合金可轉位刀片上壓制有各種形狀和規格的斷屑槽。國家標準規定，可轉位刀片的型號由代表給定意義的字母和數字代號按一定順序位置排列而成，共有１０個號位。1.可轉位刀片的形狀

第一位表示刀片形狀，用一個字母表示。硬質合金可轉位刀片的形狀有：正三角形Ｔ、加大刀尖角的三邊形Ｆ、凸三邊形Ｗ、四邊形Ｓ和五邊形Ｐ等幾種，如圖所示。硬質合金可轉位刀片

ａ）正三角形ｂ）加大刀尖角的三邊形ｃ）凸三角形ｄ）四邊形ｅ）五邊形

3.可轉位刀片允許的偏差等級

第三位表示刀片允許偏差等級，用一個字母表示。刀片主要尺寸包括刀片的內切圓直徑φ、刀片厚度s和刀尖位置尺寸m。刀片允許偏差等級共12級，其中J、K、L、M、N、U為普通級，A、F、C、H、E、G為精密級。4.可轉位刀片的斷屑槽與中心固定孔

第四位表示刀片有無斷屑槽與中心固定孔，用一個字母表示，共有15種，見表7-6。如M表示有圓形固定孔和單面有斷屑槽。5.可轉位刀片的切削刃長度

第五位表示刀片切削刃長度，用兩位阿拉伯數字表示，取刀片理論邊長的整數部分作為代號，如邊長為16.5mm的刀片代號為16。若舍去小數后只剩一位數，則在該數字前加0，如邊長為8.325mm的刀片代號為08。6.可轉位刀片的厚度第六位表示刀片厚度，用兩位阿拉伯數字表示，取刀片厚度的整數部分作為代號。若去掉小數后只剩一位數，則在該數字前加0；當整數值相同、小數部分值不同時，則將小數部分值大的刀片代號用T表示，如刀片厚度分別為3.18mm和3.97mm時，則前者代號為03，后者代號為T3。7.可轉位刀片的轉角形狀或刀尖圓弧半徑

第七位表示刀片轉角形狀或刀尖圓弧半徑，用兩位阿拉伯數字表示。8.可轉位刀片切削刃的截面形狀第八位表示切削刃截面形狀，用一個字母表示，共4種。其中F表示尖銳切削刃，E表示倒圓切削刃，T表示倒棱切削刃，S表示既倒棱又倒圓的切削刃。9.可轉位刀片的切削方向第九位表示切削方向，用一個字母表示。其中R表示右切；L表示左切；N表示既能用于左切，也可用于右切。10.可轉位刀片斷屑槽的形式與寬度第十位表示斷屑槽形式與寬度，用一個字母和一個數字表示，共13種，見表7-7。斷屑槽寬度用舍去小數部分的槽寬毫米數表示。三、硬質合金可轉位車刀刀柄及刀墊1.刀柄

刀柄用以裝夾刀片并便于在刀架上夾持。刀柄上的刀片槽用來放置并保證刀片的定位。

硬質合金可轉位車刀的各個主要角度是由刀片角度和刀片裝夾在具有一定角度刀槽的刀柄上綜合形成的。刀柄上刀槽的角度根據所選刀片參數來設計和制造。刀柄材料一般選用45鋼，硬度一般為40～50HRC。GB/T5343.1-2007規定，可轉位車刀刀柄或刀夾的代號由代表給定意義