車削盲法蘭夾具的設計與應用

胡玉江

（大慶石化建設公司，電氣一分公司，黑龍江 大慶 163714）

0 引言

在車床上，夾具是在車削加工中用以準確地確定工件位置，并將工件牢固、可靠地夾緊定位，以能夠順利地完成切削加工的工藝裝備。夾具的主要作用是保證工件有一個牢固可靠的加工位置，提高生產效率，減輕勞動強度，充分發揮和擴大車床的加工范圍，保證加工質量。本文討論了車床加工盲法蘭夾具的設計結構及其應用。常用的車床夾具可分為專用車床夾具、通用車床夾具、組合車床夾具和頂尖等。

以往用車床加工不規則盲法蘭外圓表面，首先需要在車床上加工出一個定位基準面，然后以這個面為基準，加工其余的表面。采用這樣的加工方法一般需要對工件進行兩次以上裝卡才能完成對外圓表面的加工，加工速度比較慢，精度低，加工效率不高。為解決這個問題，設計專用工件裝卡工具，改進了原有加工工藝，在車床上加工不規則盲法蘭外圓表面時，為能夠快速安裝卡緊工件，尤其是對較薄的鋼板外圓表面加工，針對薄板工件外圓加工特點，設計出由多刃爪頂尖和車床頂針配合裝卡工具，加工不規則盲法蘭外圓表面時效果比較理想，而且速度快，效率高。

1 設計原則

車床夾具設計原則：應有足夠的剛性，力求結構簡單、尺寸精度高、重量輕、體積小，夾具體的主要表面應有足夠的精度和表面光潔度，特別是位置精度，具有良好的結構工藝性和實用性，便于制造和裝配，裝卸方便，使用安全，易于清除鐵屑，在車床上安裝要正確、穩定、可靠，保證加工精度。定位裝置的結構和布置，必須保證工件被加工表面和主軸軸線重合，夾緊裝置應有足夠的夾緊力。車床夾具的回轉軸線與車床主軸軸線要有盡可能高的同軸度，夾具應設置平行塊，保證基本平衡。夾具結構緊湊、輕便、懸伸長度短。夾具上各元件的布置不大于夾具體的直徑。保證與工件定位基面相配合的定位表面對回轉軸線的同軸度、定位表面與軸向定位臺肩的垂直度、定位表面對夾具安裝基面的平行度或垂直度，以及定位表面的直線度和平面度，各定位表面的垂直度或平行度。

2 夾具的設計

車削盲法蘭外圓多刃爪頂尖的設計、制作工藝及使用效果：加工制作多刃爪頂尖本體材料選用一段廢舊的桿連接頭，其材料為優質合金鋼，硬度、強度及耐磨性都非常好。先把鉆桿部分加工成90 mm 長，夾住本體一端后，將另一端外徑車小5 mm，加工出臺階便于定位，然后夾住車削過的部位（尾部）后，將另一端面車平，斷面內倒角40°角，使本體加工成厚0.5 mm 的一條刃，再在銑床上用分度頭夾住尾部，用φ30 銑刀銑出35 mm 深槽后，分別轉過60°銑出其它5 個槽，再銑出3 個尖、3 個刃。車削盲法蘭外圓多刃爪結構如圖1 所示。

該裝卡工具主要由車床卡盤、多刃爪頂尖、工件、頂尖組合而成。多刃爪頂尖頭部的本體上分布多個爪，其中均勻分布3 個周向刃爪、3 個徑向刃爪，末端為卡盤裝卡面。加工制作多刃爪頂尖本體選用的材料為廢舊的鉆桿連接頭部分，材質為E 級合金鋼，其強度和硬度顯著提高。在使用時，首先將需要加工的盲法蘭鉆一頂針孔，將該工具的尾部固定到車床卡盤上，然后再將盲法蘭放到裝卡工具與車床頂針中間，將工件定位后再夾緊工件，就可以進刀切削工件。如圖2 所示。

圖1 車削6 刃爪頂尖結構圖

圖2 車削多刃爪頂尖安裝示意圖

3 應用效果

制作完成后，對本體進行熱處理淬火，使其更加完善。使用時將本體尾部用車床卡盤夾緊，用尾座活頂尖對正工件中心，使工件靠緊多刃爪頂尖，就可車削加工，該工裝關鍵是利用多刃爪頂尖和尾座活頂尖組成的定位體，多點面結合，定位牢固可靠，效果非常理想。過去加工盲法蘭外徑一次切削進給量不大于2 mm，走刀量為0.1 mm/r，經常造成悶車現象，將刀具損壞。改進后，切削一次進給量可達6 mm 以上，走刀量也可提高到0.4 mm/r，工作效率大幅提高。

該項目的技術關鍵是利用工具多刃爪和車床頂尖組成的定位體，多點面結合，定位牢固可靠，安裝工件時不受毛坯外圓限制，提高了安裝時效。多刃爪與工件接觸部分產生摩擦力遠大于切削工件時產生的切削力，使工件定位夾緊牢固，加工盲法蘭效率明顯提高。

該成果也適用于電氣設備檢維修、零部件加工等方面的工作。