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[摘 要]随着科学技术在不断提高，机械制造业工业也在加快发展，车床切削加工是机械制造业中最普遍的制造工程，其中夹具的设计占据着重要内容。对产品的规格以及质量的把控方面都有着非常重要的意义。通过檢索、分析、收集和整理典型车床夹具及工艺的有关资料，确定整体设计方案，进行工艺分析和工业的工装夹具设计，选择相关设备并设计相应加工工艺和夹具。最终生成能切合实际的、较完整的夹具图纸实列。本文主要讲述车床夹具加工与设计，以供参考。
[关键词]车床夹具;概述;加工;设计要点
中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0357-01
引言
车床主要是用于其零件加工上的回转表面，利于内圆柱面、外圆柱面等。在加工零件的时候，可以将其安装于车床的相关夹具上与机床的相关主轴一同进行回转来作主运动。但是为了将实际的使用范围扩大，也可以将相关工件在车床的相关拖板上进行安装，并将刀具安装在机床的主轴上。
一、夹具概述
1、夹具的分类
按照使用的机床种类可以分为：车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、磨床夹具和镗床夹具等。按照其通用性格和使用特点，通常可以分为通用夹具、专用夹具和组合夹具三类。其中专用夹具是为某工件的某一工序的加工要求专门设计制造的夹具。这种夹具结构紧凑、操作方便。
2、夹具的组成
定位装置作用是使工件在夹具中占据正确的位置。夹紧装置作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确位置。对刀或导向装置作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。连接元件作用是确定夹具在机床上的正确位置。夹具体是机床夹具的基础件，通过它将家具的所有连接元件连接成一个整体。其他元件或装置是指夹具中因为特殊需要而设置的元件或者装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置;为能方便、准确定位，常设置预定位装置;对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。
3、夹具的作用
车床支架机械加工夹具设计是机械加工工种之一，夹具本身就是为了保证车床与支架之间能够精准、稳定的安装和运行，通过夹具能够调整和确定车床机械设备的松紧度，夹具在支架与车床主体之间起到连接性作用，对于车床的安全可靠运转具有重要影响，有时夹具还能够对车床使用中的功能发挥甚至是功能延伸具有重要作用，因此从某种程度上来说，夹具的设计关系到生产的安全与稳定进行。
二、车床夹具加工
1、定位元件确定
机床曲轴为大批量生产，采用手動夹紧的夹具不仅结构简单，在生产中的应用也比较广泛，另外，采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，加紧可靠，方便实用。曲轴属于轴类零件，在本道工序夹具的定位元件还是选用两个V形块，一个支承板来对曲轴轴向方向定位，采用一个靠山作为角度方向的定位。V形上用的抗磨块，因为它零件是线接触，容易磨损一处，就要采用热处理后，硬度较高的材料，实践证明，用Tl0A的材料的都容易磨损，也为节约成本，我们采用镶嵌白钢的方式，白钢成本较低，能耐磨。曲轴定位销孔的两个方向多的垂直度要求10：100mm，因此，对支承板的要求较高，其经常磨损的地方要进行热处理，同时，不能与轴颈R像干涉，保证装夹中不会存在抵触点。夹具体支承座，该部件采用HT200的材料，主要该材料经过失效处理后，稳定性好，不易变形，加工方便和可在利用价值高有点。
在设计中，支承座底部和背部做削器翻砂处理，便于加工平面过大，平面度达不到。两侧各有一加强劲。上面与套模版接触地方加宽，为了是接触更加稳定，支撑力更好。钻、铰套的设计，该工序因为要采用多次加工才能达到图纸尺寸，因此采用活动钻套和铰套。钻套和铰套都是采用的Cr12的材料，热处理后进行线切割加工，基准统一，才能达到同心的要求。上面采用活动可调式柄套，方便更换产品可用。用直柄钻花钻孔，根据GBl141-84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为Ф5.7±0.021mm。定位销孔夹具体设计主要考虑零部件的形状及将上述一个主要零件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。
2、表面加工方法的确定
由于车床支架不同表面的粗糙度要求不同，所以在选择车床支架表面的加工方法时要根据不同的表面选用不同的加工方法。由于车床支架底面的表面与肋板内表面和圆柱孔上端面的表面粗糙度要求比较高，因此在加工时要先进行粗铣或者是半精铣，然后再进行精铣，同时机床支架肋板上的孔与圆柱孔的位置精度与表面粗糙度要求也比较高，因此在加工时要采用先粗镗再半精镗的加工方法。在机床上的沉头孔并没有位置精度与表面粗糙度要求，因此可以采用钻孔或者锪孔的加工方法，但是对于精度要求比较高的装配孔要先进行钻孔然后再精铰，进而完成其表面的加工。
3、热处理工序及辅助工序的安排
机械加工中离不开热处理，因此在制定车床支架机械加工工艺时必须要设计热处理工序及辅助工序的安排，首先是退火与正火工序，这道工序可以在很大程度上消除毛坯的内应力，避免组织出现不均匀现象，在一定程度上改善毛坯的切削性能，这道工序可以放在粗加工阶段前后，但是如果放在粗加工之前虽然能够在一定程度上提高粗坯的加工性能，但是不能消除粗加工所产生的内应力。退火与正火工序之后要设计淬火或渗碳淬火处理工序，通过这个工序，零件表面的硬度和耐磨性能够得到很大的提高，这个工序一般在精加工之前进行。最后还要设计表面处理的工序，通过对加工品的表面处理不仅仅能够增加其耐磨性与提高其抗腐蚀能力，同时还能增加机床的美观性，这个流程一般安排在工艺流程的最后进行。除了热处理工序之外，在工序设计中还要重视辅助工序的设计，一般情况下主要包括中间检验，最后检验，特种检验，清洗防锈与去毛刺等工序，通过这些辅助工序可以进一步保证产品的质量。
三、夹具的设计要点
夹具在车床支架的机械化生产加工中主要担任了钻和铰等机械加工生产任务，因此所选用的原始制作材料也要结合这一工业要求来进行设计。同时还要求夹具必须设计简单明了，且保证自身一定的紧促性要求。因此要结合车床支架机械化生产的工艺流程要求和工业产品本身的精细程度来进行设计。从夹具的外形上来说，应更加简洁，让夹具使用更加方便并且便于清洁和清洗，其次应该设计紧凑，保证夹具本身结构的紧促性，这样才能在车床支架的安装和使用过程中不会出现脱落和变形的情况;最后，也是最重要的一点，在夹具的设计和生产中，要考虑到夹具本身夹紧的力度，只有夹具本身的力度满足车床支架机械化生产的要求，才不会在力度较大的机械化工业生产加工中出现振动和脱落现象，进而影响产品本身的生产质量。
结语
综上所述，由于车床加工夹具设计作为机械制造过程中最主要内容之一，因此在夹具设计中要确保其精确的参数。在具体设计过程中要按照加工方法的原则具体实施，并且按照加工阶段以及加工工序及组合，真正做到机械加工工件的精确性。在完成机械加工之后对其进行热处理，确定工件的位置，然后进行再加工。最后完成辅助加工，处理好工件的后期工作，使得具体的参数指标符合要求，提高精确度。
参考文献
[1] 王辉.浅谈车床支架机械加工工艺及夹具设计[J].数字化用户，2013，03：40+42.
[2] 罗应娜.车床CA6140支架机械加工工艺及夹具设计[J].湖南农机，2013，11：108-109.
[3] 徐建华，薛林峰，黄建安，张少鹏.面向复杂形状工件加工的夹具系统的研究与设计[J].机械科学研究总院，2014（27）.
[4] 王伟波，赵连海，周玉溪，叶俊.虚拟数控加工系统的切削仿真及加工结果评价研究[J].广东工业大学，2013（06）.
[5] 周小伦，吴小康，马玉朋.中型全功能通用卧式数控车床载荷谱的编制方法与应用研究[J].数控车床加工制造，2014（25）.
[关键词]车床夹具;概述;加工;设计要点
中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0357-01
引言
车床主要是用于其零件加工上的回转表面，利于内圆柱面、外圆柱面等。在加工零件的时候，可以将其安装于车床的相关夹具上与机床的相关主轴一同进行回转来作主运动。但是为了将实际的使用范围扩大，也可以将相关工件在车床的相关拖板上进行安装，并将刀具安装在机床的主轴上。
一、夹具概述
1、夹具的分类
按照使用的机床种类可以分为：车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、磨床夹具和镗床夹具等。按照其通用性格和使用特点，通常可以分为通用夹具、专用夹具和组合夹具三类。其中专用夹具是为某工件的某一工序的加工要求专门设计制造的夹具。这种夹具结构紧凑、操作方便。
2、夹具的组成
定位装置作用是使工件在夹具中占据正确的位置。夹紧装置作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确位置。对刀或导向装置作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。连接元件作用是确定夹具在机床上的正确位置。夹具体是机床夹具的基础件，通过它将家具的所有连接元件连接成一个整体。其他元件或装置是指夹具中因为特殊需要而设置的元件或者装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置;为能方便、准确定位，常设置预定位装置;对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。
3、夹具的作用
车床支架机械加工夹具设计是机械加工工种之一，夹具本身就是为了保证车床与支架之间能够精准、稳定的安装和运行，通过夹具能够调整和确定车床机械设备的松紧度，夹具在支架与车床主体之间起到连接性作用，对于车床的安全可靠运转具有重要影响，有时夹具还能够对车床使用中的功能发挥甚至是功能延伸具有重要作用，因此从某种程度上来说，夹具的设计关系到生产的安全与稳定进行。
二、车床夹具加工
1、定位元件确定
机床曲轴为大批量生产，采用手動夹紧的夹具不仅结构简单，在生产中的应用也比较广泛，另外，采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，加紧可靠，方便实用。曲轴属于轴类零件，在本道工序夹具的定位元件还是选用两个V形块，一个支承板来对曲轴轴向方向定位，采用一个靠山作为角度方向的定位。V形上用的抗磨块，因为它零件是线接触，容易磨损一处，就要采用热处理后，硬度较高的材料，实践证明，用Tl0A的材料的都容易磨损，也为节约成本，我们采用镶嵌白钢的方式，白钢成本较低，能耐磨。曲轴定位销孔的两个方向多的垂直度要求10：100mm，因此，对支承板的要求较高，其经常磨损的地方要进行热处理，同时，不能与轴颈R像干涉，保证装夹中不会存在抵触点。夹具体支承座，该部件采用HT200的材料，主要该材料经过失效处理后，稳定性好，不易变形，加工方便和可在利用价值高有点。
在设计中，支承座底部和背部做削器翻砂处理，便于加工平面过大，平面度达不到。两侧各有一加强劲。上面与套模版接触地方加宽，为了是接触更加稳定，支撑力更好。钻、铰套的设计，该工序因为要采用多次加工才能达到图纸尺寸，因此采用活动钻套和铰套。钻套和铰套都是采用的Cr12的材料，热处理后进行线切割加工，基准统一，才能达到同心的要求。上面采用活动可调式柄套，方便更换产品可用。用直柄钻花钻孔，根据GBl141-84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为Ф5.7±0.021mm。定位销孔夹具体设计主要考虑零部件的形状及将上述一个主要零件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。
2、表面加工方法的确定
由于车床支架不同表面的粗糙度要求不同，所以在选择车床支架表面的加工方法时要根据不同的表面选用不同的加工方法。由于车床支架底面的表面与肋板内表面和圆柱孔上端面的表面粗糙度要求比较高，因此在加工时要先进行粗铣或者是半精铣，然后再进行精铣，同时机床支架肋板上的孔与圆柱孔的位置精度与表面粗糙度要求也比较高，因此在加工时要采用先粗镗再半精镗的加工方法。在机床上的沉头孔并没有位置精度与表面粗糙度要求，因此可以采用钻孔或者锪孔的加工方法，但是对于精度要求比较高的装配孔要先进行钻孔然后再精铰，进而完成其表面的加工。
3、热处理工序及辅助工序的安排
机械加工中离不开热处理，因此在制定车床支架机械加工工艺时必须要设计热处理工序及辅助工序的安排，首先是退火与正火工序，这道工序可以在很大程度上消除毛坯的内应力，避免组织出现不均匀现象，在一定程度上改善毛坯的切削性能，这道工序可以放在粗加工阶段前后，但是如果放在粗加工之前虽然能够在一定程度上提高粗坯的加工性能，但是不能消除粗加工所产生的内应力。退火与正火工序之后要设计淬火或渗碳淬火处理工序，通过这个工序，零件表面的硬度和耐磨性能够得到很大的提高，这个工序一般在精加工之前进行。最后还要设计表面处理的工序，通过对加工品的表面处理不仅仅能够增加其耐磨性与提高其抗腐蚀能力，同时还能增加机床的美观性，这个流程一般安排在工艺流程的最后进行。除了热处理工序之外，在工序设计中还要重视辅助工序的设计，一般情况下主要包括中间检验，最后检验，特种检验，清洗防锈与去毛刺等工序，通过这些辅助工序可以进一步保证产品的质量。
三、夹具的设计要点
夹具在车床支架的机械化生产加工中主要担任了钻和铰等机械加工生产任务，因此所选用的原始制作材料也要结合这一工业要求来进行设计。同时还要求夹具必须设计简单明了，且保证自身一定的紧促性要求。因此要结合车床支架机械化生产的工艺流程要求和工业产品本身的精细程度来进行设计。从夹具的外形上来说，应更加简洁，让夹具使用更加方便并且便于清洁和清洗，其次应该设计紧凑，保证夹具本身结构的紧促性，这样才能在车床支架的安装和使用过程中不会出现脱落和变形的情况;最后，也是最重要的一点，在夹具的设计和生产中，要考虑到夹具本身夹紧的力度，只有夹具本身的力度满足车床支架机械化生产的要求，才不会在力度较大的机械化工业生产加工中出现振动和脱落现象，进而影响产品本身的生产质量。
结语
综上所述，由于车床加工夹具设计作为机械制造过程中最主要内容之一，因此在夹具设计中要确保其精确的参数。在具体设计过程中要按照加工方法的原则具体实施，并且按照加工阶段以及加工工序及组合，真正做到机械加工工件的精确性。在完成机械加工之后对其进行热处理，确定工件的位置，然后进行再加工。最后完成辅助加工，处理好工件的后期工作，使得具体的参数指标符合要求，提高精确度。
参考文献
[1] 王辉.浅谈车床支架机械加工工艺及夹具设计[J].数字化用户，2013，03：40+42.
[2] 罗应娜.车床CA6140支架机械加工工艺及夹具设计[J].湖南农机，2013，11：108-109.
[3] 徐建华，薛林峰，黄建安，张少鹏.面向复杂形状工件加工的夹具系统的研究与设计[J].机械科学研究总院，2014（27）.
[4] 王伟波，赵连海，周玉溪，叶俊.虚拟数控加工系统的切削仿真及加工结果评价研究[J].广东工业大学，2013（06）.
[5] 周小伦，吴小康，马玉朋.中型全功能通用卧式数控车床载荷谱的编制方法与应用研究[J].数控车床加工制造，2014（25）.