編者按

機床夾具一般由定位裝置、夾緊裝置、夾具體及其他裝置或元件組成。但是各類機床的加工工藝特點、夾具與機床的連接方式等不相同，對夾具的設計提出了不同的要求。因此每類機床夾具在元件的結構上、夾具的總體結構和技術要求等方面都有各自的特點。

（本篇選自《機械加工特色操作及實用案例》第二章第四節（一）車床夾具）

（一）車床夾具的主要類型

車床主要用于加工零件的內外圓柱面、圓錐面、回轉成形面、螺紋面及端平面等。上述各種表面都是圍繞機床主軸的旋轉軸線而形成的，根據這一加工特點和夾具在機床上安裝的位置，可將車床夾具分為兩種類型。

1. 安裝在車床主軸上的夾具

這類夾具中，除了各種卡盤、花盤、頂尖等通用夾具或機床附件外，往往根據加工的需要設計各種心軸或其他專用夾具，加工時夾具隨機床主軸一起旋轉，切削刀具作送進運動。

2. 安裝在托板或床身上的夾具

對于某些形狀不規則和尺寸較大的零件，常常把夾具安裝在車床托板上，刀具則安裝在車床主軸上作旋轉運動，夾具作送進運動。

生產中需要設計且用得多的是安裝在車床主軸上的各種心軸和專用夾具。

（二）車床專用夾具的典型結構

生產中常遇到在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等類零件上的圓柱表面及端面的情況，有時還需要在一次安裝中用分度法車削相距較近的幾個孔或偏心孔。這些零件的形狀往往比較復雜，直接采用通用卡盤安裝零件比較困難，有時甚至不可能。當生產批量較大時，使用花盤或其他機床附件裝夾零件，生產率不能滿足生產綱領的要求，在這些情況下，就需要設計專用夾具。

（三）車床夾具設計要點

1. 定位裝置的設計特點

在車床上加工回轉表面時，要求零件加工面的軸線與車床主軸的旋轉軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置，必須保證這一點。因此，如圖2-12所示偏心夾具中，對于零件，要求夾具定位元件工作表面的對稱中心線與夾具的回轉軸線重合。

圖2-12  偏心夾具

2. 夾緊裝置的設計要求

由于車削時零件和夾具一起隨主軸作旋轉運動，故在加工過程中，零件受切削轉矩的作用，整個夾具受到離心力的作用，轉速越高離心力越大，會降低夾緊機構產生的夾緊力。此外，零件定位基準的位置相對于切削力和重力的方向來說是變化的。因此，夾緊機構所產生的夾緊力必須足夠，自鎖性能要好，以防止零件在加工過程中脫離定位元件的工作表面。

3. 專用夾具與機床主軸的連接

車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的回轉精度有決定性的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與車床主軸軸線有盡可能高的同軸度。

根據車床夾具徑向尺寸的大小，其在機床主軸上的安裝一般有兩種方式。

（1）對于徑向尺寸D>140mm.或D

圖2-13  專用夾具與主軸連接方式1

（2）對于徑向尺寸較大的夾具，一般通過過渡盤與車床主軸軸頸連接。如圖2-14所示，專用夾具以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，然后用螺釘緊固。過渡盤與主軸配合的表面形狀取決于主軸前段的結構。

圖2-14  專用夾具與主軸連接方式2

對于車床主軸前段為圓錐體并有凸緣的結構，過渡盤以圓錐體定心，用活套在主軸上的螺釘來鎖緊，轉矩則由螺釘和自鎖錐面的摩擦力傳遞，這樣，夾具在機床主軸上的安裝穩定而且定心精度高，但端面要求緊貼，在制造上較困難。根據筆者的經驗，過渡盤圓錐表面制造時，用專用研具檢驗表面接觸面積大小。一般專用研具與過渡盤內錐表面接觸面積≥80%時即合格。

過渡盤常作為機床附件備用。因此設計車床夾具時，往往不用重新設計，而只需按過渡盤凸緣來確定專用夾具的止日尺寸。

隨著現在加工技術的升級，數控車床的大量使用，在車床夾具中，第二種安裝方式用得最廣泛。因為數控車床受到工作原理限制，其主軸孔的結構一般為直筒型，不能采用第一種錐柄安裝在主軸孔中的連接方式。

（四）對夾具總體結構的要求

車床夾具一般是在懸臂的狀態下工作，為保證加工的穩定性，夾具的結構應力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，使重心盡可能靠近主軸。

夾具的懸伸長度L與其外廓直徑D之比可參照以下的數值選取。

對直徑小于150mm的夾具，L/D≤1.25；對直徑為150~300mm的夾具，L/D≤0.9；對直徑大于300mm的夾具，L/D≤0.6。

由于加工時夾具隨同主軸旋轉，如果夾具的重心不在主軸旋轉軸線上就會產生離心力，這樣不僅加劇機床主軸和軸承的磨損，而且會產生振動，影響加工質量和刀具壽命且不安全。所以對于偏心式夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置配重塊或加工減重孔。如圖2-12所示，就是采用設置配重塊來達到平衡，減少離心力的應用實例。

在確定配重塊的重量或減重孔所去掉的重量時，可用隔離法近似地予以估算。這種方法就是把零件及夾具上的各個元件，隔離成幾個部分，互相平衡的各部分可略去不計，對不平衡的部分，則按力矩平衡原理確定平衡塊或減重孔所去掉的重量。如圖2-12偏心夾具所示，工件的夾緊中心位置位于主軸中心上方，通過配重鐵和調整墊平衡夾具回轉時產生的偏心力，達到平衡原理。

但是，由于車床的主軸剛性較好，允許一定程度的不平衡，因此在實際工作中，常用適配的方法進行夾具的平衡。為了達到較好的平衡性和提高工作效率。如圖2-12所示夾具的平衡塊由多個小型配重塊組成，便于調整。

為保證安全，夾具上各種元件一般不允許突出夾具體圓形輪廓之外。此外，還應注意防止切屑纏繞和切削液的飛濺等問題，必要時可設置防護罩。