浅谈车床卡爪机械加工工艺及夹具设计

郑茂

摘 要：本文主要围绕着车床卡爪的机械设计加工中的具体环节以及相关的发展策略进行简要分析，介绍表面粗糙程度的制定、明确定位的基准线、热处理与辅助工序等基本流程，并对夹具设计进行简要分析，希望可以推动机械设计加工质量得到显著改进，从而有效地推动机械设计领域长远发展。

关键词：车床卡爪；机械加工；加工工艺；夹具设计

0.引言

我国属于工业大国，机械制造是我国的重点行业，同时也是维持我国经济效益的行业。机械制造的效益会直接决定我国国民经济是否可以持续发展，是我国综合实力的一种直接体现。对此，为了更好的提高机械制造效益，推动机械制造向着智能化、精确化方向发展，实现成本的控制，技术的创新，探讨车床卡爪机械加工工艺及夹具设计具备显著意义。

1.车床卡爪机械加工的特征与需求

在机械制造领域当中，车床的机械加工工艺相对而言属于复杂性工艺，其无论是在磨损程度、设计、外形、尺寸以及安装精度等方面，都必须严格根据机械加工的工艺流程进行。对此，为机床夹具的设计也带来了一定的要求，在设计过程中，不仅需要充分考虑定位的准确性，同时还需要充分考虑配合关系，预防因为夹具过于紧而导致的卡死问题或太松而导致的精度差问题。在加工车床卡爪的机械设备时必须注重对机床的配合部位和表面的粗糙程度进行严格控制，以此保障零件尺寸的准确度。

2.车床卡盘机械加工的基本流程

2.1表面粗糙程度的工艺制定

因为车床卡爪的机械类型比较多，在实际工作中很难准确掌握机床的表面粗糙程度，所以合理的机加工工艺流程、工件材料、加工的设备选择、设备参数的选择成为保证零件表面粗糙程度的关键因素。因为车床的表面粗糙程度有着较高的质量要求，所以在对底面卡槽、上表面及两侧等方面的粗糙程度都必须给予高度重视。在实际加工的过程中，可以对车床卡盘的表面实行全面性的摩擦或者是半摩擦，并对表面实行全面性的清洗。因为车床卡盘的卡槽、两侧的要求相对较高，所以在处理过程中必须注重粗糙程度的控制。对此，在实际工艺流程的过程中，可以先使用加工中心将固定孔加工出来，然后再对外表面进行粗加工，最终对车床卡盘的卡槽、上表面及两侧等表面进行精加工，以保障卡爪的表面质量及尺寸精度。

2.2明确定位的基准线

在控制机械定位的过程中基准对于工艺设计相对而言比较重要，属于加工车床设备质量、经济成本、加工效率、加工精确度的主要影响因素[1]。假设基准定位存在不准确的问题，在机械加工过程中便会衍生出各类问题，从而导致严重的后果，所以应当高度重视定位基准，严格根据定位基准的基本原则进行。车床卡爪的机械定位基准主要差异在于精确基准与粗略基准两个方面。在加工过程中，优先考虑的应当是粗基准，但是为了保障机械设备的精确度，精基准是保障设备精确性的关键性方式，按照毛坯表面的定位，可以优先选择加工面积比较小同时位置定位比较容易的精基准。这样的方式可以更好的确保机械加工过程中面积与数量的精确度，以便于车床设备在定位松紧以及稳定性。在工作中，需要高度重视粗基准在同一个位置上的使用，原则上只能使用一次，同时需要在相同位置实行操作时降低精准度。明确所使用的精基准从而实现准确定位的效果，应当按照事先所设计的位置进行定位处理。这样的方式可以有效的规避车床卡爪发生机械报废的问题，同时还能够显著节省夹具设计的成本以及操作流程，可以有效的保障定位的准确性。

2.3热处理与辅助工序

机械加工的整个过程会涉及到较多的辅助工序，所以在制定车床卡爪的机械加工工艺时，必须充分考虑并设计辅助工序的设计。首先，正火與退火的工序，这一道工序有较为明显的效果消除毛坯的内应力，规避组织中发生不均匀的问题，可以在一定程度上改善切削的性能，这一道工序能够放在粗加工阶段的前后进行，但是假设放在粗加工之前，并不能消除粗加工所形成的内应力。一般情况下借助这一些工序对零件表面的硬度、耐磨性等实现推动帮助，这一个工序普遍在精加工之前进行。其次，在设计表面的处理工艺时，可以借助对加工品的表面进行处理，实现对加工品耐磨性、抗腐蚀性的提升，同时对于机床本身的美观性也有明显的优化，这一个流程普遍是安排在工艺流程的最后面。在热处理工序之外，在工序设计当中还需要高度重视辅助工序的设计，普遍情况之下属于中间检验、后续检验以及特种检验，清洗防锈和去毛刺等工序，借助这一些辅助工序可以实现对产品质量的保障以及问题的及时发现和解决，提高车床卡爪的整个加工工艺质量。

3.夹具设计

车床卡爪的机械加工过程涉及到了夹具的设计，其主要是保障机械设备的松紧度以及定位的精准度，从而保障机械加工的顺利实施[2]。对此，夹具的操作相对较为紧促与简单，夹具的设计是机械制造的关键性环节之一，其能够有效的控制加工生产的成本、制作量以及生产效率，有利于提升车床卡爪的机械质量。对此，在设计过程中必须按照工艺流程的具体特征以及机械的精确度要求等进行设计，充分考虑机械生产时的夹具设备状况。与此同时，在设计过程中必须优先考虑夹具的外形构造，以便于更好的操作以及清洗。在设计夹具的过程中必须考虑夹紧的力度，规避因为定位不准而导致的损耗问题。但是，仍然需要充分考虑力度问题，规避在操作过程中发生振动。对此，在设计夹具的过程中需要综合性的考虑车床卡爪的机械流程，明确工艺的实施效果。

例如，在对夹具的夹紧装置进行设计时必须保障夹紧的合理性，手动夹紧结构必须具备可靠的自锁性，机动夹紧装置必须充分考虑加紧的自锁性以及原动力的稳定性，并且需要保障夹紧力的方向可以实现定位基面和定位元件的良好接触，保障工件的定位可靠性。夹紧力的方向和工件的加工时的切割力、重力的方向应当保持一致，尽可能减少夹紧力。另外，还需要保障夹具的作用点高度靠近加工表面，尽可能减少切削力对于加紧点的力矩，预防和减少工件的加工振动与弯曲变形问题。整体而言，夹具的设计必须按照加工的具体材料而决定。

4.结语

综上所述，伴随着科学技术的快速发展，车床卡爪机械制造技术也在不断的成熟和创新，在机械制造领域中，夹具设计的重要性较高，会直接决定着整个加工工艺的质量、效率。为了促使制造工艺得到持续性改进，就必须清晰的认识到机械的功能与作用，并根据实际生产需求，优化和改进机械制造具体方案，推动智能化、自动化技术的应用，提升我国机械设计整体水平，提升机械生产实用性。

参考文献：

[1]陈虹微，王荣杰，邱禄魁，等.数控机床液压自动定芯夹具设计[J].机械设计与研究，2017，23（5）：147-151.

[2]张智森.筒形钣金件铣削加工夹具设计[J].组合机床与自动化加工技术，2017，14（7）：155-156.