车削盲法兰夹具的设计与应用

胡玉江

（大庆石化建设公司，电气一分公司，黑龙江 大庆 163714）

0 引言

在车床上，夹具是在车削加工中用以准确地确定工件位置，并将工件牢固、可靠地夹紧定位，以能够顺利地完成切削加工的工艺装备。夹具的主要作用是保证工件有一个牢固可靠的加工位置，提高生产效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大车床的加工范围，保证加工质量。本文讨论了车床加工盲法兰夹具的设计结构及其应用。常用的车床夹具可分为专用车床夹具、通用车床夹具、组合车床夹具和顶尖等。

以往用车床加工不规则盲法兰外圆表面，首先需要在车床上加工出一个定位基准面，然后以这个面为基准，加工其余的表面。采用这样的加工方法一般需要对工件进行两次以上装卡才能完成对外圆表面的加工，加工速度比较慢，精度低，加工效率不高。为解决这个问题，设计专用工件装卡工具，改进了原有加工工艺，在车床上加工不规则盲法兰外圆表面时，为能够快速安装卡紧工件，尤其是对较薄的钢板外圆表面加工，针对薄板工件外圆加工特点，设计出由多刃爪顶尖和车床顶针配合装卡工具，加工不规则盲法兰外圆表面时效果比较理想，而且速度快，效率高。

1 设计原则

车床夹具设计原则：应有足够的刚性，力求结构简单、尺寸精度高、重量轻、体积小，夹具体的主要表面应有足够的精度和表面光洁度，特别是位置精度，具有良好的结构工艺性和实用性，便于制造和装配，装卸方便，使用安全，易于清除铁屑，在车床上安装要正确、稳定、可靠，保证加工精度。定位装置的结构和布置，必须保证工件被加工表面和主轴轴线重合，夹紧装置应有足够的夹紧力。车床夹具的回转轴线与车床主轴轴线要有尽可能高的同轴度，夹具应设置平行块，保证基本平衡。夹具结构紧凑、轻便、悬伸长度短。夹具上各元件的布置不大于夹具体的直径。保证与工件定位基面相配合的定位表面对回转轴线的同轴度、定位表面与轴向定位台肩的垂直度、定位表面对夹具安装基面的平行度或垂直度，以及定位表面的直线度和平面度，各定位表面的垂直度或平行度。

2 夹具的设计

车削盲法兰外圆多刃爪顶尖的设计、制作工艺及使用效果：加工制作多刃爪顶尖本体材料选用一段废旧的杆连接头，其材料为优质合金钢，硬度、强度及耐磨性都非常好。先把钻杆部分加工成90 mm 长，夹住本体一端后，将另一端外径车小5 mm，加工出台阶便于定位，然后夹住车削过的部位（尾部）后，将另一端面车平，断面内倒角40°角，使本体加工成厚0.5 mm 的一条刃，再在铣床上用分度头夹住尾部，用φ30 铣刀铣出35 mm 深槽后，分别转过60°铣出其它5 个槽，再铣出3 个尖、3 个刃。车削盲法兰外圆多刃爪结构如图1 所示。

该装卡工具主要由车床卡盘、多刃爪顶尖、工件、顶尖组合而成。多刃爪顶尖头部的本体上分布多个爪，其中均匀分布3 个周向刃爪、3 个径向刃爪，末端为卡盘装卡面。加工制作多刃爪顶尖本体选用的材料为废旧的钻杆连接头部分，材质为E 级合金钢，其强度和硬度显著提高。在使用时，首先将需要加工的盲法兰钻一顶针孔，将该工具的尾部固定到车床卡盘上，然后再将盲法兰放到装卡工具与车床顶针中间，将工件定位后再夹紧工件，就可以进刀切削工件。如图2 所示。

图1 车削6 刃爪顶尖结构图

图2 车削多刃爪顶尖安装示意图

3 应用效果

制作完成后，对本体进行热处理淬火，使其更加完善。使用时将本体尾部用车床卡盘夹紧，用尾座活顶尖对正工件中心，使工件靠紧多刃爪顶尖，就可车削加工，该工装关键是利用多刃爪顶尖和尾座活顶尖组成的定位体，多点面结合，定位牢固可靠，效果非常理想。过去加工盲法兰外径一次切削进给量不大于2 mm，走刀量为0.1 mm/r，经常造成闷车现象，将刀具损坏。改进后，切削一次进给量可达6 mm 以上，走刀量也可提高到0.4 mm/r，工作效率大幅提高。

该项目的技术关键是利用工具多刃爪和车床顶尖组成的定位体，多点面结合，定位牢固可靠，安装工件时不受毛坯外圆限制，提高了安装时效。多刃爪与工件接触部分产生摩擦力远大于切削工件时产生的切削力，使工件定位夹紧牢固，加工盲法兰效率明显提高。

该成果也适用于电气设备检维修、零部件加工等方面的工作。