车床夹具设计

一、车床夹具的主要类型

在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。

1.定心式车床夹具

在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。

2．角铁式车床夹具

在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。3．花盘式车床夹具

这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。

二、车床夹具设计要点

1．车床夹具与主轴的连接方式

由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种：（1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接

（2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接

2。对定位及夹紧装置的要求

（1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。

（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。

（3）车床夹具的平衡及结构要求

对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。

车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。

1 ．设计定位装置时应使加工表面的回转轴线与车床主轴的回转轴线重合。

2 ．设计夹紧装置时一定要注意可靠，安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转，除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁要可靠，以防止发生设备及人身事故。

图 6-29 为夹紧力实施方案的比较。图 6-29b 的夹紧方案安全可靠性优于图 6 -29a 的夹紧方案。

3 ．夹具与车床主轴的连接方式，根据夹具体径向尺寸的大小，一般有两种方法：

（ 1 ）对于径向尺寸 D ＜ 140mm , 或 D ＜ (2—3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在主轴的锥孔中，并用螺栓拉紧。如图 6— 30a 所示。

（ 2 ）对于径向尺寸较大的夹具，一般通过过渡盘与车床主轴前端连接。如图6-30b,c,d 所示，其连接方式与车床主轴前端的结构形式有关。专用夹具以其定位止口按H7/h6 ，或H7/js6 装配在过渡盘的凸缘上，再用螺钉紧固。为了提高安装精度，在车床上安装夹具时，也可在夹具体外圆上作一个找正圆，按找正圆找正夹具中心与机床主轴轴线的同轴度，此时止口与过渡凸缘的配合间隙应适当加大。

4 ．夹具的悬伸长度 L 与轮廓尺寸 D 的比值应参照下列数值选取：

直径小于 150mm 的夹具，L/D ≤ 1.25 ；

直径在 150mm ～ 300mm 之间的夹具，L/D ≤ 0.9 ；

直径大于 300mm 的夹具，L/D ≤ 0.6 。

5 ．夹具总体结构应平衡。因此一般应对夹具加配合块或减重孔。为了弥补用估算法得出的配重的不准确性，配重块（或夹具体）上应设置径向槽或环形槽，发便调整配重块位置。

6 ．为了保证安全，夹具体上的各种元件不允许突出夹具体圆形轮廓以外。

7 ．夹具体总图上的尺寸标注除与一般机械装置图样有相同的要求外，还应注意其自身的特点。即在夹具总图上还应标出影响定位误差、安装误差和调整误差有关的尺寸和技术要求。

影响定位误差的主要是定位元件或定位副的制造公差或配合公差。如图6 — 26 中两定位销公差ф 9f 9 和ф 9f 7 及两销中心距142 ± 0.06mm 等。

影响安装误差的主要是定位元件工作面与机床连接面之间的尺寸精度和位置精度。夹具体上的底面（如图 6 — 24 中 A 面、图 6 — 26 中 E 面等）则体现机床主轴的端面；而夹具上的工艺孔（如图 6 —24 中工艺孔￠ d ）、夹具体上的止口（如图 6 —26 中￠ 170H7 孔）或夹具体外圆上的找正圆均体现机床主轴的回转轴心线。因此定位元件工作面与这些连接面均应标出尺寸精度或位置精度。如图 6 — 24 中的尺寸100 ± 0.05 mm 和57.5 ± 0.05 mm 。又如图 6 — 26 中对 C 面的平行度要求等。

影响调整误差的是刀具与定位元件工作面之间的尺寸精度和位置精度