（完稿）筒型薄壁件外圆车削夹具设计（CAD全套）

在车削机床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。

将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这过程称为定位。

将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这过程称为夹紧。

从定位到夹紧的全过程，称为装夹。

.薄壁筒型件的车削特点在车削薄壁件时，由于薄壁筒型件的特殊性，现在通用的车削夹具往往不能满足零件的精密程度和质量保证。

由于工件的刚性差，在车削过程中可能产生下现象工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，影响工件的尺寸精度和形状精度二因工件较薄，切削热引起工件热变形，对伊线胀系数较大的金属薄壁件，在半精车和精车的依次装夹中，连续车削，所产生的车削热对它的尺寸精度影响极大，甚至还会使工件卡死在夹具上拿不下来三在切削力特别是背心力的作用下，容易产生震动和变形，影响工件的尺寸精度，形位精度和表面粗糙度。

残留内应力使工件变形，工件在锻造，铸造，和焊接过程中，内部组织失去平衡。

会引起工件产生变形。

综上以上几方面的因素，去分析设计种新型的车削夹具，就显得尤为重要。

.薄壁零件在车削过程中产生的度和表面粗糙度。

薄壁件的装夹方法及车削加工方法和技巧，是薄壁工件加工质量控制和效率提高的关键。

本文结合实际生产过程发现的通用夹具的问题，特别是筒形薄壁件在车削过程中遇到的种种问题，对夹具的定位方案夹紧方案对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面分析，设计出的种新型的车削夹具。

该夹具结构简单，制作容易，操作方便，夹紧可靠，定位精度高，能够很好的弥补常用夹具的不足，夹具最早出现是在世纪后期，随着科学技术的不断进步和发展，夹具已从种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。

现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。

特别是近年来，数控机床加工中心成组技术柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本提高机床夹具的标准化程度。

能适用于精密加工的高精度机床夹具采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进步减轻劳动强度和提高劳动生产率能装夹组具有相似性特征的工件能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化精密化高效化和柔性化等四个方面。

标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。

机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。

精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达.用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为。

高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。

常见的高效化夹具有自动化夹具高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。

例如，在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。

柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。

.筒型薄壁件及其车削夹具薄壁零件的特点金属薄壁件具有重量轻节省材料结构紧凑占空间位置少等许多优点，因此在很多机械产品中经常遇到这种零件。

在制造这类零件时，采用了不同的加工方法，如用板料进行冲压滚压焊接和爆炸成型等等。

但对些截面比较复杂而尺寸精度和表面光洁度要求又比较高的薄壁零件，经常采用车削加工的方法来达到它的技术要求。

所以在车床上车削薄壁零件，是加工薄壁零件的种很普遍很重要的加工工艺。

薄壁零件通常也叫薄壳零件。

这类零件的壁厚和它的径向或者轴向的尺寸比较相差较为悬殊，般为几十倍或上百倍，因此工件刚度较弱，给车较加工带来了定的困难。

薄壁零件的种类很多，在车削加工中经常碰到的大致有下几种类型筒型类薄壁件环类薄壁件盘类薄壁件板类薄壁件特种型面薄壁件等。

而其中最常用也是应用最广的为筒型类薄壁件。

车削夹具的概念及主要功能夹具是在机械制造过程中，用来固定加工的对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。

在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

在车削机床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。

将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这过程称为定位。

将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这过程称为夹紧。

从定位到夹紧的全过程，称为装夹。

.薄壁筒型件的车削特点在车削薄壁件时，由于薄壁筒型件的特殊性，现在通用的车削夹具往往不能满足零件的精密程度和质量保证。

由于工件的刚性差，在车削过程中可能产生下现象工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，影响工件的尺寸精度和形状精度二因工件较薄，切削热引起工件热变形，对伊线胀系数较大的金属薄壁件，在半精车和精车的依次装夹中，连续车削，所产生的车削热对它的尺寸精度影响极大，甚至还会使工件卡死在夹具上拿不下来三在切削力特别是背心力的作用下，容易产生震动和变形，影响工件的尺寸精度，形位精度和表面粗糙度。

残留内应力使工件变形，工件在锻造，铸造，和焊接过程中，内部组织失去平衡。

会引起工件产生变形。

综上以上几方面的因素，去分析设计种新型的车削夹具，就显得尤为重要。

.薄壁零件在车削过程中产生的主要问题及分析解决在车削薄壁筒型件的过程中，容易产生疵病的原因有很多，其中主要的列举如下工件因为装夹不当产生变形如右图所示，图是在三抓卡盘上夹紧的薄壁零件外圆，孔径车削的装夹示意图。

在三抓卡盘夹紧工件时，卡爪和工件的接触部分产生了弹性变形，图所示。

图装夹不当变形车完孔径之后，不松开三抓卡盘直接测量孔的尺寸，完全达到图纸上规定的尺寸要求。

但是，由于孔的车削过程是在工件已经产生了弹性变形的状态之下车削出来的。

当松开卡爪的时候，工件要恢复到之前的状态，从而致使工件呈现出棱圆状的孔，图所示。

同样的，用般的三抓卡盘的卡爪撑紧薄壁工件的外圆进行加工时，也会出现类似变形的情况。

产生这种工件变形的原因，是由于夹紧力主要都集中到了工件的几个小段的表面上面，但是因为工件刚度较弱，承受不来这样大的夹紧力，从而引起的工件变形。

如果把三爪卡盘的卡爪改成软金属材料并且加大接触面积，用这种专用的卡爪来夹紧工件，如图夹紧力就会均匀地分布到这个较大的接触面上，于是，在用同样大小的夹紧力夹紧工件时，就不容易致使工件产生变形。

或者如图样，通过开口套来夹紧工件，类似原理，同样不会导致工件产生较大的变形。

使用之上方法，对于薄壁筒型的装夹，既简便又行之有效。

软卡爪的形状可以根据工件的要求自行设计。

在使用卡爪时，最好将卡爪的定位基面精车刀，使它和工件的定位基准的尺寸相致。

相对位置调整不准产生壁厚不均工件刀具夹具与机床主轴旋转中心的相对位置调整不准，从而引起工件几何形状变化和厚度不均匀。

有些薄壁零件，对壁厚的均匀性要求很高，但对其他尺寸的公差要求却不太高。

加工时，倘若用的夹具是刚性定位件，工件定位基准中心和夹具基面的中心不重合，会使工件在加工后出现壁厚不均匀的现象。

如图所示，是个薄壁环，以内孔为定位基准，精车外圆，要求壁厚差不得大于.毫米。

由于工件基准孔的公差大，工件装在夹具上时会产生径向位移，不容易保证它的壁厚差要求。

为了保证工件的壁厚差要求。

在精车内孔时，把公差缩小。

二设计夹具时，采用弹性定位元件，工件在夹紧前，利用弹性定位元件均匀扩张，消除工件和夹具定位基面之间的间隙，之后再夹紧工件。

三夹具在装夹工件时，只做初定位，然后利用百分表找正机床主轴旋转中心和工件的基准中心，二者重合将工件夹紧。

加工部位伸出过长而产生的变形和振动薄壁件加工部位如果伸出过长，将会在车削过程中因为工件受切削力的影响而产生变形和振动。

如果薄壁工件的加工部位距离夹紧部变形的影响切削要素中背吃刀量进给量切削速度都对切削力有较大的影响．如果背吃刀量和进给量同时增人，则切削力也增大，工件的变形也增大．对车削薄壁零件不利如果减小背吃刀量．增人进给量，那么切削力虽然有所下降，但工件表面残余应力的面积增大，表面粗糙度值也会增大，使强度不好的薄壁零件的内应力增加，同时也会导致零件的变形。

因此，粗车时背吃刀量和进给量可以取大些精车时，背吃刀量般在，进给量般在，甚至更小，切削速度为。

合理选用三要素就能减小切削力，从而减小切削变形。

切削用量对切削热的影响切削速度是影响切削热的最大因素，其次是进给量和背吃刀量，为了减轻振动，降低切削温度，应采用低速切削，但低速切削生产效率低，成本高，故不宜采用。

因此，车削薄壁零件以选用较高的切削速度为宜。

虽然切削速度增加，切削温度也随之增加，温度上升的速度比较缓慢，大部分的热量都被切屑带走了又因告诉切削产生冷化作用，使工件刀具散热速度也比较快，工件不易变形，刀具也不易磨损，不仅提高了薄壁零件的加工质量，也提高了生产效率。

刀具对变形的影响在薄壁零件车削加工过程中，合理的选择刀具几何角度对车削时切削力的大小产生的热变形工件表面的粗糙度值都有较大的影响。

刀具前角的大小，决定着切削变形和刀具锋利程度。

前角大，切削变形和摩擦力减小，切削力变小，切屑容易流出，但前角太大，会使刀具的楔角减小，刀具的强度降低，刀具散热差，加