任务五 装夹和校正工件
任务描述
该任务是利用圆棒料在车床进行工件的装夹和校正工件。棒料如图1-5-1所示。
图1-5-1 棒料
车削时，要将车刀安装于刀架上。工件必须安装在车床的夹具上或三爪自定主卡盘上，经过定位、夹紧，使它在整个加工过程中能保持正确的位置。车刀安装正确与否，工件能否保持正确位置，都可直接影响车削顺利进行，以及影响生产效率和工件的加工质量，所以应该十分重视。
学习目标
【知识目标】
（1）了解和掌握车刀的安装原理。
（2）了解和掌握工件的安装原理。
【技能目标】
（1）熟悉并掌握好正确的车刀安装。
（2）掌握好工件的正确装夹及校正方法。
任务分析
车刀的安装其实是针对各角度而变的，在安装的过程中保证好偏角到位，以及车刀的中心高度即可。而工件的安装则要求工件与卡盘轴心线同轴。在校正时注意找对基准面即可。
任务开始
基本概念
一、外圆车刀的安装与应用
（1）车刀安装时，刀尖必须严格对准工件的旋转中心，否则在车削工件端面至中心时，就会留有凸头或刀尖碎裂，如图1-5-2（a）和图1-5-2（b）所示。
图1-5-2 装刀示意图
刀杆刀尖高于工件中心或刀尖低于工件中心下面的垫铁要平整，并且尽量少，以免车刀振动。
（2）安装车刀时，刀头伸出来的长度约为刀杆厚度的1.5 倍，伸出过长，钢性变差，车削时容易引起振动；太短则不便于观察切削情况。
（3）车刀安装时应使刀杆中心线与走刀方向垂直，否则会使刀具主偏角和副偏角的数值发生变化，即在保证主偏角的同时必须有一定副偏角。
二、工件的安装
1．三爪自定心卡盘结构
三爪自定心卡盘是车床上常用工具，它夹持工件时一般不需要找正，装夹速度较快。三爪自定心卡盘的形状和结构，如图1-5-3所示。
图1-5-3 三爪自定心卡盘结构图
卡盘主要由外壳体、三个卡爪、三个小锥齿轮、一个大锥齿轮等零件组成。齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面有平面螺纹结构，三个卡爪等分安装在平面螺纹上。当用扳手扳动小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，它背面的平面螺纹就使三个卡爪同时向中心靠近或退出。
三爪自定心卡盘用于装夹工件，并带动工件随主轴一起旋转，实现主运动。它能自动定心，安装工件快捷、方便，但夹紧力不大，所以，一般用于精度要求不是很高、形状规则的中小工件的安装。
2．三爪自定心卡盘卡爪的装配
卡爪有正、反两副。正卡爪用于装夹外圆直径较小和内孔直径较大的工件；反卡爪用于装夹外圆直径较大的工件。安装卡爪时，要按卡爪上的号码1、2、3的顺序装配，如图1-5-4所示。若号码看不清，则把三个卡爪并列排放在一起，比较卡爪端面螺纹牙数的多少，多的为1号爪，最少的为3号爪。将卡盘扳手的方榫插入卡盘外壳圆柱面上的方孔中，按顺时针方向旋转，以驱动大锥齿轮背面的平面螺纹。当平面螺纹的螺扣转到将要接近壳体上的1槽时，将1号卡爪插入壳体槽内，继续顺时针转动卡盘扳手，在卡盘壳体上的2槽、3槽处依次装入2号、3号卡爪。拆卸卡爪的操作方法与之相反。工件安装见表1-5-1。
图1-5-4 卡爪的安装
表1-5-1 工件的安装步骤及要求
3．在三爪卡盘上安装工件
三爪自定心卡盘能自动定心，工件装夹时，一般不需要校正，但在装夹较长的工件时，工件上离卡盘夹持部分较远处的回转中心不一定与车床主轴轴线重合而必须对工件位置进行校正。
铸件毛坯的装夹和校正。要选择铸件毛坯平直表面进行装夹，以确保接触良好性，装夹牢靠。校正外圆时一般要求不高，只要保证能加工至图样尺寸，以及未加工表面余量均匀即可。如果发现毛坯工件截面呈扁形，应以直径小的相对两点为基准校正。车削铸铁毛坯时，由于表面氧化皮较硬，要求尽可能一刀车掉，否则车刀容易磨损。
三、工件的找正
工件的找正除了采用目测法之外，还可采用划线盘、车刀和端面找正法。
1．划线盘找正
在三爪自定心卡盘上装夹已加工表面，有时用划线盘找正。将划针靠近被找正工件表面，把自定心卡盘挂到空挡并用手旋转，同时观察划针与工件表面间隙，间隙小的就是偏心点，也就是锤击点，重复操作至间隙相同为止，如图1-5-5所示。
图1-5-5 划线盘找正法
2．车刀找正
用车刀轻轻车削无关部位，会发现工件上出现不连续车削表面，被车削的表面，即是锤击点，如图1-5-6所示。
图1-5-6 车刀找正法
3．端面找正
用三爪自定心卡盘装夹直径较大工件或盘类工件时，会出现端面不平现象。常使用的找正方法是划针找正，其找正原理与圆周找正相同，如图1-5-7所示。
图1-5-7 端面找正法
校正注意事项：
（1）校正较大的工件时，车床导轨上应垫防护板，以防工件掉下损坏车床。
（2）校正工件时，主轴应放在空挡位置，并用手扳动卡盘旋转。
（3）校正时敲击一次工件应轻轻夹紧一次，最后工件校正合格应将工件夹紧。
（4）校正工件时要耐心、细心、不可急躁，并注意安全。
任务完成
工件的加工路线：
（1）夹工件70mm长，校正毛坯表面，平端面，将外圆45mm车至42mm。
（2）调头夹工件70mm长，校正已加工表面，平端面，将毛坯表面加工至42mm。
任务小结
本练习主要是针对工件安装和校正。在校正时也可利用车刀作为基准。安装好车刀，将车床挂上空挡，转动卡盘，在不调节工件与车刀接触的距离同时，而使车刀与工件的距离一样。
知识链接
装夹方法：
1．用四爪卡盘装夹
由于单动卡盘的四个卡爪各自独立运动，所以，工件装夹时必须将加工部分的旋转中心找正到与车床主轴旋转中心重合时才可以车削。单动卡盘找正比较费时，但夹紧力较大，所以适合装夹大型或形状不规则的工件。单动卡盘可以装成正爪或反爪两种形式，反爪用来装夹直径比较大的工件。
2．用三爪卡盘装夹
自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件装夹后一般不需找正。但较长的工件离卡盘远端的旋转中心不一定与车床主轴的旋转中心重合，这时必须找正，如卡盘使用时间较长而精度下降后，工件加工部位的精度要求较高时，也必须找正。自定心卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力没有单动卡盘大，所以适于装夹外形规则的中、小型工件。
3．用两顶尖装夹
对于较长的或必须经过多次装夹才能加工好的工件，如长轴、长丝杆等的车削，或工序较多，在车削后还要铣削或磨削加工，为了保证每次装夹时的装夹精度（如同轴度要求），可用两顶尖装夹。两顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度高。
4．用一夹一顶装夹
用两顶尖装夹工件虽然精度很高，但刚性较差，影响切削用量的提高。因此，车削一般轴类工件，尤其是较重的工件，不能用两顶尖装夹，而用一夹一顶装夹。用顶尖装夹工件，必须先在工件的端面钻出中心孔。
中心孔的形状和作用：
国家标准GB145—1985规定中心孔有A型（不带护锥）、B型（带护锥）、C型（带螺孔）和R型（弧型）四种。精度要求一般的工件采用A型。A型中心孔由圆锥孔和圆柱孔两部分组成。圆锥孔的圆锥角一般为60°（重型工件用90°），它与顶尖锥面配合，起定心作用并承受工件的重量和切削力。圆柱孔可储存润滑油，并可防止顶尖头触及工件，保证顶尖锥面配合贴切，以达到正确定中心的目的。
思考与练习
（1）试述工件校正的方法。
（2）试述常用安装方法的使用场合。
（3）试述安装与校正的注意事项。
（4）常用的装夹方法有哪几种？
学生分组，完成课题
（1）分组利用三爪卡盘装夹工件，并利用划针进行找正。
（2）分组利用三爪卡盘装夹工件，并利用车刀进行找正。