在近幾年的數(shù)控技能大賽題中，在數(shù)控車床上進(jìn)行零件的側(cè)面加工以考核點(diǎn)的形式出現(xiàn)過(guò)。對(duì)于不少?gòu)氖聰?shù)控車床加工的人來(lái)說(shuō)，回轉(zhuǎn)體零件側(cè)面編程加工的難度不大，難在沒(méi)有任何夾具、工裝的前提下，如何利用三爪自定心卡盤進(jìn)行精確穩(wěn)定的裝夾。
回轉(zhuǎn)體零件側(cè)面加工需要把回轉(zhuǎn)體零件以其軸線垂直于機(jī)床主軸中心線的位置狀態(tài)夾持于卡盤之上（見圖1）。三爪卡盤屬自定心卡盤，零件以這種裝夾方式裝夾在卡盤上后，會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：①裝夾不穩(wěn)，存在安全隱患。三只卡爪沿360°圓周方向均勻分布，相鄰的兩只卡爪間隔120°。裝夾時(shí)，僅有一只卡爪的夾緊力方向垂直于零件端面，而另外兩只卡爪則只能夾持在回轉(zhuǎn)體零件的外圓表面上。夾緊力方向與工件外圓成60°夾角，造成裝夾不牢靠且無(wú)法控制側(cè)面中心的軸向位置，車削過(guò)程中，零件高速旋轉(zhuǎn)，所受切削載荷過(guò)大或受到斷續(xù)切削時(shí)的沖擊載荷，零件極有可能產(chǎn)生位置移動(dòng)，甚至甩出卡盤，造成嚴(yán)重的安全事故。②裝夾定位不正確。零件的軸向長(zhǎng)度、外徑大小不同，造成裝夾后三爪自定心卡盤在工件側(cè)面軸向定心位置不固定，軸向長(zhǎng)度越長(zhǎng)，外徑越大，工件側(cè)面軸向定心位置離端面的距離越遠(yuǎn)，反之越近，很難保證側(cè)面加工形面的位置。
圖1
從圖1中不難發(fā)現(xiàn)，三爪自定心卡盤的三只卡爪中只有卡爪1正確接觸零件表面，抓實(shí)抓牢了零件端面?？ㄗ?和卡爪3只是依靠各自卡爪上的一條線和零件外圓面母線的交點(diǎn)夾持，這種裝夾方法不牢靠，而且三爪自定心的位置沒(méi)法確定。要實(shí)現(xiàn)側(cè)面加工的安全和精確定位，在裝夾零件時(shí)需考慮、設(shè)計(jì)其裝夾工藝，利用工件的自身特征實(shí)現(xiàn)三爪自定心卡盤的裝夾和定位。
（1）改變卡爪的裝夾狀態(tài)。三只卡爪間隔120°均勻分布，卡爪2、卡爪3要夾正、夾實(shí)零件表面，需對(duì)裝夾表面事先做好處理。圖1中，當(dāng)卡爪1處于水平狀態(tài)時(shí)，卡爪2、卡爪3夾持面與水平線之間均為夾角60°，可以將零件夾持處表面事先車出一個(gè)錐角為60°的工藝圓錐，便于卡爪2、卡爪3裝夾（見圖2）。這時(shí)三只卡爪對(duì)于零件表面的夾持就同樣的穩(wěn)固了。
（2）以側(cè)面中心為基準(zhǔn)，通過(guò)作圖法控制工藝圓錐的位置，以間接控制裝夾后三爪自定心卡盤在工件側(cè)面的軸向定心位置。
以圖3為例，這是一個(gè)典型的回轉(zhuǎn)體側(cè)面加工的零件。其技術(shù)要求為：①銳角倒鈍（0.3～0.5）mm×45°。②未注倒角1mm×45°。③未注表面粗糙度值Ra=3.2μm。④未注公差內(nèi)孔按+0.15 +0mm，外圓按-0 -0.15mm，長(zhǎng)度按±0.15mm，角度按0.1°控制執(zhí)行。
工藝設(shè)計(jì)具體步驟為：
（1）利用繪圖軟件畫出零件圖形，以側(cè)面內(nèi)孔和回轉(zhuǎn)體軸線的交點(diǎn)O為圓心，O到左端面中心A的距離35mm為半徑作整圓（見圖4）。
（2）以圓心O為起點(diǎn)分別作60°和－60°角度線，交R35mm圓于B、C兩點(diǎn)。
（3）分別過(guò)B點(diǎn)作直線DE、過(guò)C點(diǎn)作直線FG與R35mm圓相切。
在回轉(zhuǎn)體上，直線DE、FG形成一個(gè)夾角為60°的圓錐面，此圓錐面即為側(cè)面加工時(shí)裝夾的工藝錐面。三爪自定心卡盤的三只卡爪此時(shí)分別夾持在工件左端面的中心A、工藝圓錐面的B、C處（見圖5），三爪自定心在圓心O點(diǎn)處，側(cè)面平面車削完后進(jìn)行側(cè)面的孔加工時(shí)，其軸線距離零件左端面的長(zhǎng)度為35mm。所以，此例在加工前，先將毛坯車削成帶有特定工藝圓錐的形面，首先將“改良”后的毛坯側(cè)裝，進(jìn)行側(cè)面的編程加工。側(cè)面一邊加工完成后，只需將工件翻轉(zhuǎn)180°，保持原有裝夾形式，即可加工側(cè)面的另一邊。最后正常裝夾，加工其他形面。
圖2
圖3
圖4
圖5
要實(shí)現(xiàn)零件在普通數(shù)控車床上的側(cè)面加工，工藝設(shè)計(jì)非常重要。本文雖然只對(duì)一例數(shù)控車床加工的零件進(jìn)行了工藝分析，但它具有一定的代表性。由于數(shù)控車床加工效率和加工精度高，質(zhì)量容易保證，發(fā)展前景十分廣闊，因此掌握數(shù)控車床的加工工藝尤為重要。