淺談車床卡爪機械加工工藝及夾具設計

鄭茂

摘 要：本文主要圍繞著車床卡爪的機械設計加工中的具體環節以及相關的發展策略進行簡要分析，介紹表面粗糙程度的制定、明確定位的基準線、熱處理與輔助工序等基本流程，并對夾具設計進行簡要分析，希望可以推動機械設計加工質量得到顯著改進，從而有效地推動機械設計領域長遠發展。

關鍵詞：車床卡爪；機械加工；加工工藝；夾具設計

0.引言

我國屬于工業大國，機械制造是我國的重點行業，同時也是維持我國經濟效益的行業。機械制造的效益會直接決定我國國民經濟是否可以持續發展，是我國綜合實力的一種直接體現。對此，為了更好的提高機械制造效益，推動機械制造向著智能化、精確化方向發展，實現成本的控制，技術的創新，探討車床卡爪機械加工工藝及夾具設計具備顯著意義。

1.車床卡爪機械加工的特征與需求

在機械制造領域當中，車床的機械加工工藝相對而言屬于復雜性工藝，其無論是在磨損程度、設計、外形、尺寸以及安裝精度等方面，都必須嚴格根據機械加工的工藝流程進行。對此，為機床夾具的設計也帶來了一定的要求，在設計過程中，不僅需要充分考慮定位的準確性，同時還需要充分考慮配合關系，預防因為夾具過于緊而導致的卡死問題或太松而導致的精度差問題。在加工車床卡爪的機械設備時必須注重對機床的配合部位和表面的粗糙程度進行嚴格控制，以此保障零件尺寸的準確度。

2.車床卡盤機械加工的基本流程

2.1表面粗糙程度的工藝制定

因為車床卡爪的機械類型比較多，在實際工作中很難準確掌握機床的表面粗糙程度，所以合理的機加工工藝流程、工件材料、加工的設備選擇、設備參數的選擇成為保證零件表面粗糙程度的關鍵因素。因為車床的表面粗糙程度有著較高的質量要求，所以在對底面卡槽、上表面及兩側等方面的粗糙程度都必須給予高度重視。在實際加工的過程中，可以對車床卡盤的表面實行全面性的摩擦或者是半摩擦，并對表面實行全面性的清洗。因為車床卡盤的卡槽、兩側的要求相對較高，所以在處理過程中必須注重粗糙程度的控制。對此，在實際工藝流程的過程中，可以先使用加工中心將固定孔加工出來，然后再對外表面進行粗加工，最終對車床卡盤的卡槽、上表面及兩側等表面進行精加工，以保障卡爪的表面質量及尺寸精度。

2.2明確定位的基準線

在控制機械定位的過程中基準對于工藝設計相對而言比較重要，屬于加工車床設備質量、經濟成本、加工效率、加工精確度的主要影響因素[1]。假設基準定位存在不準確的問題，在機械加工過程中便會衍生出各類問題，從而導致嚴重的后果，所以應當高度重視定位基準，嚴格根據定位基準的基本原則進行。車床卡爪的機械定位基準主要差異在于精確基準與粗略基準兩個方面。在加工過程中，優先考慮的應當是粗基準，但是為了保障機械設備的精確度，精基準是保障設備精確性的關鍵性方式，按照毛坯表面的定位，可以優先選擇加工面積比較小同時位置定位比較容易的精基準。這樣的方式可以更好的確保機械加工過程中面積與數量的精確度，以便于車床設備在定位松緊以及穩定性。在工作中，需要高度重視粗基準在同一個位置上的使用，原則上只能使用一次，同時需要在相同位置實行操作時降低精準度。明確所使用的精基準從而實現準確定位的效果，應當按照事先所設計的位置進行定位處理。這樣的方式可以有效的規避車床卡爪發生機械報廢的問題，同時還能夠顯著節省夾具設計的成本以及操作流程，可以有效的保障定位的準確性。

2.3熱處理與輔助工序

機械加工的整個過程會涉及到較多的輔助工序，所以在制定車床卡爪的機械加工工藝時，必須充分考慮并設計輔助工序的設計。首先，正火與退火的工序，這一道工序有較為明顯的效果消除毛坯的內應力，規避組織中發生不均勻的問題，可以在一定程度上改善切削的性能，這一道工序能夠放在粗加工階段的前后進行，但是假設放在粗加工之前，并不能消除粗加工所形成的內應力。一般情況下借助這一些工序對零件表面的硬度、耐磨性等實現推動幫助，這一個工序普遍在精加工之前進行。其次，在設計表面的處理工藝時，可以借助對加工品的表面進行處理，實現對加工品耐磨性、抗腐蝕性的提升，同時對于機床本身的美觀性也有明顯的優化，這一個流程普遍是安排在工藝流程的最后面。在熱處理工序之外，在工序設計當中還需要高度重視輔助工序的設計，普遍情況之下屬于中間檢驗、后續檢驗以及特種檢驗，清洗防銹和去毛刺等工序，借助這一些輔助工序可以實現對產品質量的保障以及問題的及時發現和解決，提高車床卡爪的整個加工工藝質量。

3.夾具設計

車床卡爪的機械加工過程涉及到了夾具的設計，其主要是保障機械設備的松緊度以及定位的精準度，從而保障機械加工的順利實施[2]。對此，夾具的操作相對較為緊促與簡單，夾具的設計是機械制造的關鍵性環節之一，其能夠有效的控制加工生產的成本、制作量以及生產效率，有利于提升車床卡爪的機械質量。對此，在設計過程中必須按照工藝流程的具體特征以及機械的精確度要求等進行設計，充分考慮機械生產時的夾具設備狀況。與此同時，在設計過程中必須優先考慮夾具的外形構造，以便于更好的操作以及清洗。在設計夾具的過程中必須考慮夾緊的力度，規避因為定位不準而導致的損耗問題。但是，仍然需要充分考慮力度問題，規避在操作過程中發生振動。對此，在設計夾具的過程中需要綜合性的考慮車床卡爪的機械流程，明確工藝的實施效果。

例如，在對夾具的夾緊裝置進行設計時必須保障夾緊的合理性，手動夾緊結構必須具備可靠的自鎖性，機動夾緊裝置必須充分考慮加緊的自鎖性以及原動力的穩定性，并且需要保障夾緊力的方向可以實現定位基面和定位元件的良好接觸，保障工件的定位可靠性。夾緊力的方向和工件的加工時的切割力、重力的方向應當保持一致，盡可能減少夾緊力。另外，還需要保障夾具的作用點高度靠近加工表面，盡可能減少切削力對于加緊點的力矩，預防和減少工件的加工振動與彎曲變形問題。整體而言，夾具的設計必須按照加工的具體材料而決定。

4.結語

綜上所述，伴隨著科學技術的快速發展，車床卡爪機械制造技術也在不斷的成熟和創新，在機械制造領域中，夾具設計的重要性較高，會直接決定著整個加工工藝的質量、效率。為了促使制造工藝得到持續性改進，就必須清晰的認識到機械的功能與作用，并根據實際生產需求，優化和改進機械制造具體方案，推動智能化、自動化技術的應用，提升我國機械設計整體水平，提升機械生產實用性。

參考文獻：

[1]陳虹微，王榮杰，邱祿魁，等.數控機床液壓自動定芯夾具設計[J].機械設計與研究，2017，23（5）：147-151.

[2]張智森.筒形鈑金件銑削加工夾具設計[J].組合機床與自動化加工技術，2017，14（7）：155-156.