时间：2023-05-29 17:50:46
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇车床卡盘，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词： 作用；效率；研究内容；研究方法；研究条件
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）17-0039-02
1 作用和意义
本次设计的机床的卡（夹）盘液压系统设计，运用液压传动系统地各方面知识综合运用设计通过对卡盘液压系统地工作循环和工况分析计算其技术参数，来选择系统的回路、元件、附件等。本次设计中完成一个集成块由两组液压阀的顺序动作来保证系统地高压和低压工作需要，而且在夹盘夹紧保压的过程中始终保持系统压力，通过选用蓄能器来防止夹紧保压过程中的压力损失，而且也吸收了系统在工作中的压力冲击。该液压系统在满足原有的要求的情况下实现重量轻、体积小、成本低、效率高、结构简单、使用维护方便的要求。
也可通过对本项目的研究，可以充分了解液压卡盘的工作原理及内部结构，在多元化教学的今天，尤其是要求理实一体化教学，可将此次研究的详细过程做为液压课程教学的一种教具，一个教学项目。
2 国内外研究现状分析
液压传动相对于机械传动来说，是一门发展较晚的技术。自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术只有二三百年的历史。直到20世纪30年代它才较普遍的用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应速度、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器，第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机械及自动生产线。从而使它在机械制造、工程机械、农业机械、汽车制造等行业得到广泛的应用。
近些年来随着电子工业的迅猛发展，机械行业及机械加工业也受到了不同程度的影响，高效先进的生产力成为了相应加工行业的主力军。在普通机械加工领域上，液压卡盘装置在车床上的应用，夹持力适中成为了主导思想。液压卡盘的诞生大幅提高单机效率，同时夹持精度高，大幅度降低成品报废率。
在人工成本日益增加的今天，企业面临的管销费用越来越大，就要求工厂的生产效率越来越高，越多的车床生产厂家开始选用油浴送料机和数控车床液压自动化改造，从而提高生产效率，实现1人负责多台车床和料机，最终达到减少生产人工成本。
此项目在国内以及国际机械加工领域发日益成熟，在我国已有多家机械生产厂商开发此项目，但在产品的创新方面以及对相应技术的合理利用方面还存在着发展空间。
3 研究内容
本次设计机床的夹盘液压系统，运用了液压传动系统的各方面知识，通过对夹盘液压系统的工作循环和工况计算其技术参数，选择系统的回路、元件、附件等。在满足其使用要求的前提下使系统质量轻、体积小、性能完善，维护方便。
研究过程及步骤：
3.1 液压系统设计
（1）液压系统的设计要求；
（2）液压系统的功能设计；
①工况分析；②夹盘工作技术参数；
（3）执行元件流量的确定。
3.2 液压系统方案确定和原理图的拟定
基本方案的确定：
①右路循环方式的分析和选择；②调速方案的分析和选择；③油源形式的分析与选择；④液压回路的分析、选择与合成；⑤液压原理图的拟定与设计。
3.3 计算和选择液压元件
（1）液压泵的确定：
①液压泵的类型选择；②液压泵的计算与选择；③液压泵站组件的选择；
（2）液压控制阀的确定；
（3）液压附件的计算和选择：
①蓄能器的选择；②过滤器的确定；③确定油箱容积；④确定管件的尺寸。
3.4 液压油的选择与维护
（1）液压油的种类；
（2）设备拥有的选择；
（3）液压油的维护：
①防止油污染；②防止空气混入；③控制液压油的使用温度；
（4）密封装置的维护。
3.5 计算液压系统技术性能参数
（1）验算压力损失：
夹盘油缸的压力及损失验算；
（2）估计系统效率；
（3）系统的发热和散热计算。
3.6 液压控制专职的设计
（1）液压控制方式的确定：
①液压控制装置的集成方式；②液压控制装置的叠加阀式集成；
（2）集成块设计。
3.7 液压系统的安装、使用与维修
（1）液压系统的安装：
①液压元件的安装；②液压缸的安装；③液压泵的安装；④液压器的安装；⑤油管的安装；
（2）液压系统的使用与维护：
①保持液压油的清洁；②排除系统中的气体；③系统油温适当；④保证系统中有足够的油量；
（3）系统应注意的其他问题。
总结出：至少需要配置4大部分：三爪液压卡盘、主轴连接套、油压回转器及液压泵站的完成，如图1所示。
4 研究方法
1）现场调查法；
2）行动研究法；
3）实验研究法；
4）问卷调查法；
5）文献研究、调查研究、实践总结、教学反思、集体研讨等方法进行。这些研究方法基本要贯穿在整个课题研究过程中。
5 研究进度计划（含预期目标、阶段成果）
第一阶段：课题准备、启动阶段。
1）成立课题小组进行任务分工；
2）课题组成员学习相关课程研究理论，主要有课题开发的基本思想、基本内容、要求及一般步骤，进一步更新观念，建立以能力为本位、以综合实践能力提高为主要目标的思想；
3）完成课题设计和开题报告。
第二阶段：课题研究起始阶段。
1）从市场和企业调研入手，在这个阶段，主要走访渤船重工、中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司透平厂、山海关船厂等多家附近著名企业，通过与企业管理人员、人事干部、员工的交流、沟通，了解液压夹具在机床尤其是数控机床上的应用情况，及改造结构特点；
2）根据调研结果，进行此项目建设、课题小结、结构设计。
第三阶段：理实一体化教学研究实验阶段。
1）分析项目要求，明确项目目标。分析确定项目，讨论项目具体实施过程。整个改造系统比较复杂，是理实结合的典型项目；
2）进一步分工完成项目各部分元件、工作原理及运行过程的编写，在编写之前，课题组成员将这项目都实际操作一遍。大大提高此项目的实用性和可行性；
3）对目前课题研究中的心得、做法及思考加以反思，积极撰写论文。
第四阶段：实验总结、结题阶段。
研究内容：按数控机床液压夹具改造项目方案具体要求，进行资料整理，成果收集，进行理实一体化的研究课题成果展示，完成论文汇总和成果汇编，并做好课题的结题报告。
6 研究工作基础和条件
6.1 研究工作基础 课题负责人已参加过理实一体化学习培训，渤海船舶职业学院作为国家骨干校建设中，《液压与气压传动》作为核心课程建设。课题组成员分别具备液压传动方面的理论知识和实践动手能力，对于此项目的完成应该具备相当实力。
比较完善的液压实训中心，还有“校中厂”机加实训中心等。例如，液压综合实验台如图2所示，和ck6132型数控车床如图3所示。
6.2 研究的外部条件 在研究过程中， 有部分成熟技术可以借鉴，充分开发、充分利用液压实训基地和国家数控实训基地及机加实训中心的教学设备和学校图书馆的图书资料进行一体化教学的研究。
现有“校中厂”校办实习工厂，还有锦西泵业基地，葫芦岛船舶重工（液压与气压泵的生产车间）等校外实训基地，通过校外实训基地的建设，地方企业的联系，促进产学合作，提高职业能力。
参考文献：
[1]数控机床故障检测与维修问答.出版社：机械工业出版社，2005.02.01.
由于操作者技术不熟练或者麻痹大意，经常出现卡盘扳手飞出、刀架位移超程、小滑板扳手撞坏和撞刀等事故。尤其是卡盘撞刀事故，轻则打坏刀具、车床中滑板崩裂，重则导致机床设备报废甚至危害人身安全。而这些事故大部分发生在普车实习的第一个阶段，换言之，此类事故一般在新手身上发生。虽然实习指导教师都重视这一问题，注重实习指导，但效果却不是很好。这就要求广大教师除了要继续加强对学生的安全知识教育、巡回指导外，还必须从教学方法和车床的调节改进上下功夫，以减少甚至杜绝类似事故的再次发生。
二、教学安排
1.入门教育
技工学校的生源大部分是初中或高中毕业生，初、高中的教育内容主要是文化基础知识，而动手能力和专业知识相对比较缺乏。新生完全不了解本专业的特点，不知道普车是什么东西，不知道它是用来干什么的，更不知道在操作过程中会出现什么样的危险。因此，普车实习的入门教育就显得尤为重要。若依照课本的文字进行枯燥的讲解，不够形象具体，学生也没有积极性，效果较差。这就需要我们在教学方法上想办法。而通过观看视频和实践体会这两种教育手段能很好地解决这一问题。
（1）视频教育。网络下载或自己制作关于普车实习的相关视频。通过直接的视觉、听觉感受，让同学明白普车是什么东西，是用来干什么的，加工工件的方式是什么等等。使其对车削在机械加工制造业中的地位、内容及特点有一个大致了解。当同学们看到金属材料像切萝卜一样被切下时，对切削力就有了一个认识；当同学们看到磨损的刀具车削工件飞溅出火花时，对切削热就有了一个认识；当同学们看到飞转的卡盘、高速车螺纹时移动的刀架，对切削速度就有了一个认识。而被飞出的工件撞满裂纹的防护门、被卡爪打弯的刀具和被中滑板挤坏的尾座都告诉同学一个信息，普通车床实习课不是好玩的游戏，而是一门需要认真对待的专业技术，若不养成安全文明生产的良好习惯，会造成严重后果。
（2）实践体会。如果说视觉和听觉上的感受还不可以满足教学要求，那么实践体会则是另一种教学手段。车削加工时卡爪可以把刀柄打弯，这需要多大的力呢，我们可以实践一下：把刀具夹到虎钳上，用锤全力击打其柄部，感受使之变弯的力量，体会机床主轴运转时产生的巨大车削力和冲击力。把刚切下来的滚烫的铁屑置于塑料瓶上，烫焦的塑料从侧面反映了切削热。还可以用手感触磨刀时从砂轮上飞出的火花。这样使学生对普通车床的生产实习有更好的了解，为接下来的安全文明生产教育做好准备。
2.安全文明生产教育
安全文明生产是生产工人和机床设备安全的保障，是防止工伤和设备事故的根本保证。所以，必须把安全文明生产教育重视起来，特别是对一些会影响到人身安全的操作规程要重点讲解。我们可以参观以前损坏的车床，列举事故的原因及后果。还可以发挥同学的想象力，让他们参与到教学过程中来。比如同学们组织的口述小说《一根铁屑丝影响的一生》《车间的拖鞋人生》和《卡盘吹动的发丝》等得到了大家的好评，起到了很好的教育意义。通过安全文明生产教育，为接下来的生产实习打好了基础。
3.仿真操作练习
（1）采用不启动车床电源来进行实习操作。在对车床的结构有一个大致了解后，就需要进入到实际操作阶段。这一阶段主要是练习双手操作的手感及熟悉刀架的进退刀方向。进退刀方向如果弄错，很容易造成撞刀事故。为了提高学生的学习积极性和练习效果，可以选择一些有曲线的工件直接装夹到卡盘上（如手柄工件），采用双手控制法走刀，使刀具走样板曲线。要求车刀的走刀路线和样板工件的外轮廓线尽可能保持一致。为了操作安全，不要给机床通电。选用的车刀不做要求，但样板件的材料要求选择塑料、木头等较软的材料，以免碰伤刀具。
（2）采用启动车床电源来进行实习操作。在通电操作练习前，先进行开机、关机、卡盘的正反转等练习操作。因为刚接触车床操作，所以可以选用强度不高、易车削的工件作为实习材料，比如塑料棒，还可以选择更加便宜的规则木材。如此基本可以忽略背吃刀量、切削速度和进给速度给刀具及车床带来的影响，不会因为这些因素而造成操作事故。这一课题的主要任务是使初学者熟悉机床的操作手柄，特别是大、中、小滑板的进退刀方向。培养双手控制的协调能力，对背吃刀量、主轴转数有一个大致的了解。为了提高学生的学习兴趣，所选用的工件尺寸形状可以灵活多样，比如车手柄、酒杯、小葫芦等，尺寸要求可以放宽尺度，以样板来检测车削效果。
4.进给运动操作练习
通电练习，仍以易车削的工件作为实习材料，比如塑料棒、木棒。着重完成对刀、进刀、试车、试测、车削这一过程的操作练习。此时，还可以加入机动进给的相关操作，以多台阶工件为主要练习件。
在完成这一系列的课题后，要求加工一个综合工件。以此做一个评分，符合要求的可以进入下一个金属材料工件的实习课题。
5.采用金属材料工件进行实习
通过上面一系列操作练习，学生已经基本掌握了普通车床的性能，可以转入到对金属工件的加工。此时我们只要按照前面的知识进行操作，就可以显著降低事故的发生率。初学者由于经验不足和操作习惯等原因，很容易发生撞刀、撞卡盘、卡盘扳手忘记拿下来等情况，为了保护车床，在初期还可以对机床进行改进。
三、机床调节及改进
1.加装行程开关
该方案是在车床导轨侧面靠近床头处安装一个滑块导板，将行程开关固定在该导板上。该行程开关可根据工件尺寸灵活调整位置，该位置要能保证车削加工工序的完成，当大滑板往前运行碰撞至行程开关时，能强行切断机床供电电源，使车床主轴停转，滑板停止运行，避免卡盘撞刀事故发生。若使大滑板后退，一旦大滑板与行程开关脱离，机床又恢复了正常供电。这种方法简便易行，可靠性高，只须购买一个行程开关连接于机床控制电路即可。
2.改进交换齿轮箱部分
交换齿轮箱部分的作用是把主轴的旋转运动传送给进给箱部分，而进给箱利用内部的齿轮传动机构，可以把主轴的动力传给光轴或者丝杠，最终带动刀架做横向或纵向移动。若交换齿轮箱部分传动链断开，则可以使刀架停止进给运动。以CA6140型普通卧式车床为例，在车米制螺纹和英制螺纹时交换齿轮选63、100、75，在车米制蜗杆时交换齿轮选64、100、97，把中间齿数为100的空套齿轮换成强度较弱的塑料制齿轮。当发生碰撞事故时，因为该齿轮强度不高，能够先行断裂，使进给传动链断开，从而保护其他齿轮。由于更换此空套齿作简单，可以减小维修成本和时间。
3.卡盘扳手报警装置
初学者还没有养成良好的操作习惯，完成装夹工件后，很容易因为粗心大意而忘记把卡盘扳手从卡盘上拿下来。这样，在提起操纵杆让主轴转动时，卡盘扳手会跟随卡盘一起旋转，当旋转到一定的位置卡盘扳手会在惯力的作用下飞出去。由于转速很高，飞出的扳手速度很快，容易造成人身安全事故。为了解决这个问题，可以在机床床头箱上加装带报警装置的插口。此报警装置连接到机床控制电路中，只有当卡盘扳手插入到该插口中时机床才能够正常通电；若卡盘扳手仍在卡盘上时启动主轴转动，则主轴不会转动，同时发出报警，提醒操作者及老师，这样就能够避免卡盘扳手飞出伤人的事故。
4.调节进给箱中的安全离合器
安全离合器的作用是，在机动进给过程中若进给抗力过大或者刀架运动受到阻碍，能够自动停止进给运动，避免传动机件损坏，因此又称为进给过载保护机构。CA6140型车床的安全离合器安装在溜板箱中，可以通过调节弹簧的压缩量，调整安全离合器，使其传递的转矩变小，在受到不大的力时能起到断开进给传动的作用。因为实习教学的初阶段，切削用量都比较小，能在正常小切削用量时正常运行，而在发生撞刀现象时能够保护车床。
5.在有条件的情况下还可以加装电控保护装置
当发生载荷突然过量时能够迅速切断电源并制动。通过对教学方法的调整和普通车床的调试改进，教学过程中的事故发生率得到明显的控制，当然，对于熟练的车床操作工而言，无须进行此项设计与改进。对于不太熟练或者是刚进行车工实习的初学者而言，该方案具有一定的推广应用价值。
参考文献：
［1］李敬梅主编.电力拖动控制线路与技能训练（第三版）.北京:中国劳动社会保障出版社，2003.
［2］C6132A1普通车床使用说明书.广州机床厂,2004.
［3］王公安主编. 车工工艺学. 北京：中国劳动社会保障出版社,2005.
【关键词】机械制造工业；车工定位；疑点分析
社会的不断发展，使得人们生活水平不断得到提高，生活水平的提高又使得人们的生活需求不断增加，为满座现阶段人们日益膨胀的需求，最有效的办法就是加快发展机械制造工业，而决定了机械制造工业的发展速度的一大原因就是机械制造的精度，能解决制造精度问题的技术就是车工定位。由此我们得出，要想社会继续发展，要想满足人们不断提升的生活需求，我们首先要解决的问题就是机械制造工业中的精度问题，也就是车工定位相关方面的问题。下文将对车工定位的概念、重要性、技术方面存在的疑点进行简单的介绍。
1.车工定位简介分析
我们先来了解一下什么是车工，车工其实就是指一种职业，是指操控车床加工零件的一类工人。车工定位就是指在加工零件时将需要加工的零件在车床上固定在一个适合加工的位置[1]。首先我们要知道即使车工定位描述起来很简单，但是这并不是一个简单的工作，特别是当需要被加工的零件的形状不规则时，想要将需要被加工的零件进行有效的定位就更不容易了。如今的车床按照固定需要被加工的零件的方式分类可以被分为两类。一类是四爪卡盘车床，这类车床具有一定的局限性，三爪卡盘只能固定圆形、三角形等较少的形状的零件。另外一类是三爪卡盘车床，三爪卡盘的灵活度较四爪卡盘高出很多，这类车床的应用范围就广泛很多，其主要的功能是可以固定椭圆形、圆形、矩形、以及各种不规则的形状的需要被加工的零件。所以在对需要被加工的零件进行定位时一定要选择合适的车床进行车工定位，这样才能达到较好的定位效果，为后续的加工打好良好的基础。
2.车工定位意义分析
2.1车工定位保证了生产产品的高精度
车工定位在机械加工制造工业中占据着分厂重要的地位，接下来我们就进行具体的说明。例如上文提到的，车工定位的标准程度是加工精度好坏的有效保障。经济的发展使得人们生活水平有了明显的提高，生活水平的提高又使得人们对生活质量的要求越来越高，生活质量取决于我们衣食住行所时用的东西的精致程度。例如我们现如今对所用的物品的要求是越精致越好，如何才能制作的更加精致呢？这就取决于加工过程中车工定位的定位成都是否精准了。所以，我们可以看到，车工定位在一定程度上决定了我们的生活质量，不仅在机械加工制造工业中占有着非常重要的地位，在我们的生活中也占据着十分重要的地位。
2.2车工定位决定了生产产品的高效率
车工定位除了对精度的影响之外，还对产品的生产效率起到了很重要的影响。我们举个例子，假如说一个人第一天需要做A事件，第二天需要做B事件，第三天需要做C事件，可是在做A事件的时候出现了问题，一天的时间并没有做完，那么就会直接影响到B事件的处理时间，进而影响到C事件的处理时间，直接就降低了这个人处理事件的工作效率。和这个例子一样，如果我们在定位第一个产品时出现了定位的问题，那么我们就不能顺利的进行后续的加工工作，我们需要继续对这个产品进行定位，知道定位准确，可以进行下一步的加工工作为止，那么这个过程就会直接影响到第二个、第三个、以及下面的一系列产品的加工制造的时间，直接拖慢了整个生产线的生产产品的效率，无形中增加了产品生产的成本，降低了生产产品的利润，给产品的生产造成了不可估量的损失。
2.3车工定位影响了生产产品的高质量
有一句古语，说的是“失之毫厘差之千里”，这句话也同样适用于车工定位。车工定位是一项高精度的工作，即使是微小的误差都可能会造成很严重的后果，甚至是使整个产品报废。我们举个简单的例子，例如，我们要加工制造一个小锤子，小锤子是由锤子头和锤子柄组成了，通常的加工制造方法是分别加工制造这两个组成部分让后将二者组装在一起。那么如果我们把锤子头的孔打大了几毫米或者打小了几毫米，都会造成锤子头和锤子柄不能组装在一起，同样，锤子柄也是一样，如果我们在磨锤子柄的时候将锤子柄的尺寸多算或者少算了几毫米，也会造成二者不能合适的组装在一起。这样的结果就是生产出来的产品根本就是不合格的，更别提高质量产品了，根本就是没有市场价值的产品，又怎么去满足我们的生活要求呢！
3.车工定位疑点分析
3.1自由度分析与夹紧力之间的关系
在车工定位的相关参考资料中，自由度与夹紧力之间的关系一直都是一个比较有争议的知识点。不同的教课书也都给出了不同的解释，这就是造成自由度分析与夹紧力之间的关系被列为车工定位的一大疑点的原因。但是如今我们有了较为准确的解释，最新版的教科书给出的解释是自由度分析与夹紧力有着非常密切的关系[2]，在产品的加工的时候应该充分考虑该方面营销因素的影响，以免造成没有预料到的损失。
3.2三爪和四爪卡盘属于哪一类定位件
三爪卡盘和四爪卡盘在上文中我们已经有了简单的了解，知道了其实三爪卡盘和四爪卡盘就是车床上的辅助定位的零件，其主要作用都是一样的。就是通过调节三爪卡盘和四爪卡盘中间空间的大小，将需要被加工的产品紧紧地固定在车床上。不仅确定了其定位，还能保证在加工的过程中被加工的产品的稳定性，不随加工过程上下左右摆动，给加工的过程提供了较高的可靠性。也就是说，三爪卡盘和四爪卡盘就是一种定位件。但是，人们对于三爪卡盘和四爪卡盘究竟被划分到哪类定位件中有很多不同的意见。例如：我们从限制自由度方面来分析，三爪卡盘和四爪卡盘均属于止推定位件类定位件；然而，我们不从限制自由度方面进行分析，三爪卡盘和四爪卡盘有都属于支撑和夹紧类的定位件。也就是说，我们想要知道三爪卡盘和四爪卡盘分别属于哪一类的定位件，我们首先要清楚的就是我们要从哪个角度进行分析，由于分析角度的不同卡盘的分类也就不同，所以不同的分析角度会使我们得出不同的分析结果，知道了分析角度我们才能确定三爪卡盘和四爪卡盘具体属于哪一类定位件。
3.3更新和完善自由度图例
自由度图例是车工定位中的一个较为专业的名词，实际上它指的就是一个产品在加工和定位过程中被允许的调节被加工工件的调整位置的范围。就像上文提到的，车工定位影响了产品的精度的高低、质量的高低、和生产产品效率的高低。可以见得，车工定位在生产产品过程中的重要程度，那么影响车工定位的一个很重要的因素就是自由度图例。所以说控制好是非常重要的一个任务，这个任务决定了成功定位的最终效果，也就间接地影响了生产产品的精度的高低、质量的高低、和生产产品效率的高低。
4.结语
通过上文对车工定位的概念的简单介绍、对车工定位在机械加工制造工业的起到的重要作用的阐述、以及对现阶段机械加工制造工业中车工定位方面存在的疑点的分析。使人们能够较为系统的为读者介绍了车工定位方面的相关知识，并对车工定位在机械加工制造工艺中的重要作用有了较为深刻的认识，同时还有序的列出了现阶段车工定位方面存在的疑点，进行了并对这些疑点分别进行了解释说明。促进车工定位行业的优化发展。使车工定位更好更快发展，充分满足人们更高的生活追求。 [科]
【参考文献】
关键词：偏心夹具；偏心管；分体式设计；快速夹具；压力弹簧
中图分类号：TG61
文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2012）22-0045-021 偏心夹具制作偏心管工序
（1）偏心管内外管装配完成后（使内管固定，外管端口超出内管端口一段距离），放置在装有偏心夹具的玻璃车床上，外管需封口端用玻璃车床三爪移动卡盘固定。以外管为圆心顺时针低速旋转，火焰开启，加热外管，加热位置要超出内管端口，具体距离视玻璃管壁厚、半径而定。
（2）待火焰将外管烧熔之后，固定外管端口处的三爪移动卡盘以一定的速度把烧熔处至端口的物料拉走，火焰加热位置始终不变，实现外管拉封形成拉封平面，拉封平面距离内管端口有一定距离。
（3）调整火焰位置，使火焰始终加热拉封后的拉封平面，拉封平面处的玻璃继续被烧熔，拉封平面的厚度逐渐加大，直至熔融的拉封平面与内管端口对接起来。
（4）待内管端口与拉封平面熔融在一起，将偏心夹具停到合适的位置，手动压动偏心滑块（实现以内管为中心），启动机器。机器实现玻璃管以内管中心为轴心转动，装有抓料棒三爪移动卡盘开始工作，抓料棒沿内管中心从拉封平面深入到内管里，把内管端口及拉封平面处的物料缠绕到揪料棒上，并沿原路返回。
（5）火焰继续加热，到内管端口与拉封平面完全烧熔后停止加热，在内管与外管的腔内吹入压缩空气，使封口处鼓起，后冷却，偏心封口完成。
2 偏心夹具组成结构
偏心夹具设计采用的是分体式设计，这样便于快速拆装。需要做偏心管时拆掉一端偏心滑块端，将偏心夹具轴装到玻璃车床固定卡盘端，让出偏心滑块端，用卡盘将轴锁紧，再装上偏心滑块（两端的快速夹具同装在一侧）即可。不做偏心管时按此步骤拆下偏心夹具，玻璃车床可以加工其他产品。
（1）快速夹具：偏心时推动偏心滑块到偏心的位置。
（2）同心限位挡板：同心时对偏心滑块起到定位作用。
（3）偏心滑块：偏心滑块分两个部分是固定端和滑动端。固定端通过螺丝连接在轴上，固定端上有燕尾槽。滑动端有燕尾块，燕尾块卡在槽中实现偏上下滑动，偏心时实现偏心管以内管为中心运动。滑动端上有夹紧装置，用于锁紧偏心管。
（4）轴：轴长800mm，外径为160mm，壁厚5mm，装夹在玻璃固定的卡盘端，用卡盘将轴锁紧。
（5）弹簧：采用压簧，套在偏心调节螺丝上，需要以偏心管外管为中心运动时，松开快速夹具，依靠压簧回弹作用力实现同心。
（6）偏心调节螺丝：偏心螺丝调节偏心管的偏心量。
3 偏心夹具设计
3.1 快速夹具选用
快速夹具是根据平面四杆机构中双摇杆机构的机械原理来设计的，其基本结构是由连杆、机架及两连架杆等4个构件组成。
当连杆与连架的两铰接点和其中一连架杆的铰接点，三点同在一直线时，机构处于死点位置。这时被夹紧的工件，无论有多大的反力(除破坏性反力)，也无法使压头松开，这就是机械力学中的死点夹紧原理。
为了避免在使用中，因外力负载变化和机械震动的影响，设计时，将中间铰接点略偏于其他两铰接点的内侧，以确保在最大夹紧的情况下，始终保持夹具机构锁定在稳定状态而不松脱。
快速夹具夹紧力：指夹具在锁定位置，不产生机械变形的情况下，压头对工作的最大压紧力，此压紧力产生于压头在力臂上调至距离安装座最近的位置。
压头对工件的压力不固定，它随压头在力臂上的不同位置而变，当远离安装座时，夹紧力减小。
快速夹具特点：结构简单，安装方便。被夹紧装卸快捷，操作方便。装夹快速灵活，夹紧力稳定，安全可靠，工作效率高，大大降低各种零部件加工、装配、固定操作过程中的时间，所以零件经电镀防锈处理，表面光洁美观，具有较高的强度和耐磨性。
快速夹具种类：水平式、垂直式、推拉式、门闩式、焊接组立式、F型夹钳、型家钳以及气动钳等。
根据偏心夹具的安装空间和位置，选择水平式快速夹钳，型号为GTY-20300，夹持力35kg。
3.2 弹簧选用
偏心夹具在偏心加工完成后，手动松开快速夹具，依靠弹簧的回弹力实现以外管为中心旋转。为此偏心机构上的弹簧选用压力弹簧。
压力弹簧的特点：压簧是承受向压力的螺旋弹簧，因能承受压力，两端可为开式、闭式、绕平或磨平，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧有等节距和变节距的。压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形乃至各种尾端之变体，可根据产品需要依设计成型，压簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到
外载荷时，弹簧收缩变形，储存变形能。
3.3 压力弹簧的设计数据
弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：
G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000，不锈钢丝G=7300，磷青铜线G=4500，黄铜线G=3500；d=线径；Do=OD=外径；Di=ID=内径；Dm=MD=中径=Do-d；N=总圈数；Nc=有效圈数=N-2。
弹簧常数计算范例：
线径=2.8mm，外径=16mm，总圈数=10.5圈，钢丝材质=琴钢丝
4 结语
偏心夹具只适用于在试验研发的状态下使用。其有效地解决了偏心管制作封口过程中需要偏心加工问题，节约了研发资金，缩短了研发周期，同时为以后制作偏心封口机奠定了基础。
参考文献
[1] 王启平．机床夹具设计[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003．
关键词：钻孔；大批量；工序集中；自动钻孔
1 引言
通常在加工单件或小批量有内孔的回转体工件时，可以直接在车床尾座上安装钻头进行钻孔。但在大批量生产中，用上述的方法钻孔费时费力，如果选择在钻床上单独钻孔（即工序分散），会导致工序增多，成本增加。现在有的机床厂生产了可以直接在刀架上装夹钻头的数控车床，但我们现有的数控车床的刀架上没有设计这种装置。为了实现在现有的数控车床上自动钻孔，笔者以多年的工作经验，设计并制作了一副装在数控车床塔式刀架上自动钻孔的夹具。在夹具上安装具有莫氏锥柄的钻头或者具有莫氏锥柄的钻夹头（钻夹头上装有直柄的钻头），通过程序控制钻头，可实现自动钻削加工（如图1 所示）。
2 自动钻孔夹具的设计
在数控车床的刀架上装上车刀后，可以通过数控系统里的加工程序控制车刀的运动轨迹，加工出外圆、槽和螺纹等等。同理，我们可以把钻头装在刀架上，通过加工程序控制钻头的运动进行钻孔。但是钻头的装夹部分有直柄和锥柄，这两种柄部都不能直接装在塔式刀架上，为此，我们设计了如图2 所示的自动钻孔夹具。该夹具为带有莫氏锥孔和凸出边缘的方块。厚度为20mm、宽度为22mm 的凸出边缘为装夹部分，A 面与B 面分别为定位面。莫氏3 号锥孔是用来安装有莫氏3 号锥柄的钻头和莫氏3 号锥柄的钻夹头，在10mm 的槽中装入10mm 平键后，平键可以顶住莫氏锥柄的扁尾平面，限制其自身的旋转。夹具体材料为45 钢，并进行调质处理，硬度为HBS280 左右，其目的是为了保证夹具体有足够的强度和硬度，经多次使用后仍有较高的尺寸精度和形位精度。自动钻孔夹具、麻花钻和刀座的安装方式如图3 所示，把自动钻夹具的A 面贴着数控车床刀架夹位的水平面，B 面贴着数控车床刀架夹位的垂直面，用螺钉压紧。钻头装入自动钻孔夹具的莫氏锥孔中，对刀，就可以利用加工程序控制钻头进行自动钻孔（如图1 所示）。
3 自动钻孔夹具的制作
3.1 工艺分析
自动钻孔夹具的外部形状可以在铣床上加工。莫氏3号锥孔的加工要解决两个技术问题：一是在制作过程中怎样保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴；二是在下次使用时怎样保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴。
3.2 锥孔的加工方案
在制作过程中为了保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴的同轴，制定了如下3 种加工方案：（1）锥孔在铣床上加工。首先，自动钻孔夹具在铣床上的装夹要求，用精密虎钳夹A 面和与A 面相对的面，找正A 面与铣床XZ 平面的平行，同时找正B 面与铣床YZ 平面的平行，都平行后夹紧，夹紧后再检测是否满足要求。其次，要精确测量出数控车床主轴轴心线到塔式刀架夹位水平面的距离，也就得到自动钻孔夹具莫氏锥孔的轴心线到A 面的距离。并通过对刀使铣床主轴轴心线与自动钻孔夹具莫氏锥孔的轴心线重合。加工工序为：（a）用准21 的麻花钻钻穿；（b）用准22 的麻花钻钻55mm 深（以麻花钻韧带上的棱边为基准）；（c）用准23 的麻花钻钻30mm 深（以麻花钻韧带上的棱边为基准）；（d） 用莫氏3 号锥铰刀铰出莫氏3 号锥孔；（e）把莫氏3 号钻套放入自动钻孔夹具的锥孔中，用红笔画出键槽的位置，在铣床上加工出键槽，放上键，制作完成。
（2）在数控车床上用四爪卡盘夹住夹具体加工锥孔。首先，要精确测量出数控车床主轴轴心线到塔式刀架夹位水平面的距离，也就得到自动钻孔夹具莫氏锥孔轴心线到A 面的距离。其次，用四爪卡盘夹住自动钻孔夹具，找正自动钻孔夹具锥孔轴心线与数控车床主轴轴心线的重合。加工工序为：（a）用准21 的麻花钻钻穿；（b）用镗刀镗出莫氏3 号锥孔；（c）把莫氏3 号钻套放入自动钻孔夹具的锥孔中，用红笔画出键槽的位置，在铣床上加工出键槽，放上键，制作完成。
（3）将自动钻孔夹具装在数控车床的刀架上（如图3所示），主轴装上麻花钻和铰刀进行锥孔加工。首先，将自动钻孔夹具装在数控车床的刀架上，使A面和与B 面分别与数控车床刀架夹位水平面和垂直面紧贴（如图3 所示）。并在自动钻孔夹具的加工面上用红笔画出锥孔孔心的水平位置。其次，把尾座套筒取下，用三爪卡盘夹紧，装上麻花钻，将钻尖对准红线，将数控车床的X 轴坐标清零。加工工序为：（a） 用准21的麻花钻钻穿；（b）用准22 的麻花钻钻55mm 深（以麻花钻韧带上的棱边为基准）；（c）用准23 的麻花钻钻30mm 深（以麻花钻韧带上的棱边为基准）；（d）铰孔，将图4 所示的辅助件用数控车床的三爪卡盘夹住，将图5 所示的辅助件用钻夹头夹好放进尾座，把鸡心夹头装在莫氏3 号锥铰刀的尾部，将莫氏3 号锥铰刀尾部中心孔靠上主轴顶尖，分别移动刀架和尾座，使莫氏3 号锥铰刀前段中心孔靠上尾座顶尖，并且自动钻夹具不能碰到莫氏3 号锥铰刀。将数控车床主轴的转速设定为60r/min，手摇脉冲设为0.001mm，转动主轴，用手摇脉冲移动Z 轴，铰出合适的孔。最后把莫氏3 号钻套放入自动钻孔夹具的锥孔中，用红笔画出键槽的位置，在铣床上加工出键槽，放上键，制作完成。
对比以上3 种加工方法，用第3 种方法加工是最好的。因为第3 种方法不需要精确测量主轴的轴心线到数控车床刀架夹位水平面的距离，也不需要精确找正自动钻孔夹具莫氏锥孔的轴心线与数控车床主轴的轴心线是否重合。在加工过程中自然得到所需要的精度，且不容易出差错。
3.3 在下次使用时怎样保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴
对于这个问题的解决方案是：在哪台数控车床上哪个刀位做的自动钻孔夹具，就只装在哪台数控车床上的哪个刀位上。为了对刀方便，要制作如图6所示的辅助件，把它装入锥孔中，把杠杆百分表用数控车床主轴的卡盘夹住，并转动主轴找百分表到准24 圆棒的一边百分表指示最大值的位置时，移动数控车床的X 轴使百分表的指针为零，并使数控车床X 轴的坐标值清零，用同样的方法找准24 圆棒的另一边百分表的指针为零时，此时数控车床显示X 轴坐标值为a，将数控车床的X轴移到X 轴坐标值为a/2 处，此时自动钻孔夹具莫氏锥孔的轴心线与数控车床主轴的轴心线重合。
4 结语
在塔式刀架类的数控车床上用这副夹具，实现了自动钻孔，钻孔快且准，钻完孔可以直接进行下一步车削加工。从而减少操作者的劳动强度和降低对操作者的技术要求，且工件的质量好、加工效率高和成本低。
［参考文献］
关键词： 加工质量 工艺因素 程序编制 机床精度
随着科技的进步，数控车床的应用越来越广泛。为合理发挥数控车床的加工特点，加工出合格的零件，保证数控车床加工零件的质量是十分重要的。零件的加工质量包括加工精度和表面质量。加工精度的评定指标有尺寸精度（如30h6）、形状精度（如直线度）和位置精度（如垂直度）；表面质量就加工而言主要考虑表面粗糙度值。
我根据几年的工作经验结合具体实例主要从以下两方面保证数控车削的加工质量。
一、合理的工艺因素
1.数控加工工艺性分析与处理
合理进行数控车削的工艺处理，是保证零件的加工质量和生产效率的关键。因此应根据零件图纸对零件进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，确定加工方式和加工路线，选择合适刀具及切削用量等参数。以下面的零件图为例进行分析：
图 零件图的加工工艺分析
具体工艺路线：采用三爪卡盘直接夹持工件毛坯，车左端面粗、精车左端面外轮廓至圆弧左侧掉头，垫铜皮装夹φ30mm外圆，卡爪端面与工件台阶相贴合，车右端面，保证总长φ90mm钻孔φ10mm，有效深度φ23mm扩孔φ20mm，总深φ20mm粗、精车外轮廓粗、精车内轮廓。
2.工件装夹方法的合理选择
数控车床上装夹工件的方法与一般车床基本一样。如合理选择定位基准和夹紧方式，注意减少装夹次数，尽量采用组合夹具等。除一般轴类零件用三爪自定心卡盘直接装夹外，对于一些特殊零件，必须合理选择装夹方法，否则将会对零件的加工质量产生负面影响，不能发挥数控车床高精度加工的优越性。上图中零件是一般轴类零件，故采用三爪卡盘进行装夹工件。
3.刀具的合理选择
一般来说，提高切削速度，减小进给量，可以提高表面加工质量，但进给量过小会提高冷硬程度和表面残余应力。适当增大前角、后角，减少主偏角、副偏角，增大刀尖圆弧半径，都可以提高工件的表面加工质量。但前角和后角过大，会使刀具耐用度降低，刀具磨损加快，降低表面质量；主偏角，副偏角太小，刀尖圆弧太大，易引起振动，使工件表面加工质量降低。正值刃倾角使切削流向工件待加工表面，并采取卷屑，断屑措施，可防止切屑拉毛已加工表面，提高表面加工质量。
4.切削用量的合理选用
上图零件的加工工艺处理如下：
（1）粗车左端外轮廓至圆弧左侧：采用三爪卡盘直接夹持工件毛坯，选用90°硬质合金粗车刀一把，车左端面，粗车左端外轮廓至圆弧左侧，主轴转速S=500r/min，进给量f=0.3mm/r，背吃刀量ap=2mm，以提高粗车时的切削速度，提高生产率。
（2）精车左端外轮廓至圆弧左侧：选用90°硬质合金精车刀一把，主轴转速S=1000r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=0.5mm，以提高精车时的加工质量。
（3）车右端轮廓：掉头，垫铜皮装夹φ30mm外圆，卡爪端面与工件台阶相贴合。
a.车右端面：选用35°硬质合金右偏刀一把，车右端面，保证总长φ90mm，主轴转速S=600r/min，进给量f=0.1mm/r。
b.钻孔：选用φ10mm的钻头钻孔，有效深度φ23mm，主轴转速S=500r/min，进给量手动控制，背吃刀量ap=10，以保证尺寸要求。
c.扩孔：选用φ20mm的钻头钻孔，总深φ20mm，主轴转速S=400r/min，进给量手动控制，以保证尺寸要求。
d.粗车外轮廓：选用35°硬质合金粗车刀一把，主轴转速S=500r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=1mm，以提高粗车时的切削速度，提高生产率。
e.精车外轮廓：选用35°硬质合金精车刀一把，主轴转速S=800r/min，进给量f=0.1mm/r，背吃刀量ap=0.25mm，以提高精车时的加工质量。
f.粗车内轮廓：选用盲孔粗镗刀一把，主轴转速S=500r/min，进给量f=0.2mm/r，背吃刀量ap=0.5mm，以提高粗车时的切削速度，提高生产率。
g.精车内轮廓：选用盲孔精镗刀一把，主轴转速S=700r/min，进给量f=0.1mm/r，背吃刀量ap=0.25mm，以提高精车时的加工质量。
二、加工程序编制
加工程序的正确与否直接关系加工零件质量的好坏，程序的编制要采用合理的方法进行编制。
在实际生产中要充分发挥数控车床高性能、高精度和高自动化的特点，加工出高质量的零件，必须考虑合理的工艺因素，正确地进行数控车床的加工程序编制，掌握数控车床的操作技能和提高机床精度，并进行全过程控制。
参考文献：
[1]毕毓杰.机床数控技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
[2]赵长明，刘万菊.数控加工工艺及设备[M].北京：高等教育出版社，2003.
[课题编号]
项目一 （P1~15）
[课题名称]
普通车床加工技术入门
[教学目标与要求]
一、知识目标
1．了解CA6140车床主要部件名称、用途及传动系统
2．了解普通车床的加工范围、切削用量
3．熟悉机床的日常一级维护工作和管理知识及车工安全技术守则
4．了解工量具定置管理
二、能力目标
1．会作好车床的日常维护工作
2．会正确操作机床，选择合适的切削用量
3．熟悉车工安全技术守则的要求，会合理安排工量具
三、素质目标
1．了解普通车床的各部件功用及传动路线
2．会调换主、从动运动的参数，并操作车床
3．会使用工量具，并作定置管理
4．会保养机床，做好日常维护，熟悉安全技术守则
四、教学要求
1．熟悉CA6140车床各部件的功用，了解传动路线，会变换主轴和进给运动参数。能读懂型号的含义
2．了解普通车床的加工内容，会按公式初选切削用量
3．会对机床作日常维护，遵守车工安全技术守则
[教学重点]
1． 会操作车床，会调整参数
2． 会维护车床，懂得遵守车工安全技术守则的重要性
[难点分析]
1． 传动系统图表达的传动路线
2． 切削用量的确定，理论值与实际值的差别如何确定
[分析学生]
1． 第一次上机操作，要克服心理障碍，特别是女生，既要能上机操作，以要遵守安全操作守则
2． 要重视车床的日常维护工作，要像爱护自己一样来爱护机器
[教学思路设计]
1． 理论教学与现场教学相结合，边讲边结合车床操作演示
2． 示范—练习—指导—总结
[教学安排]
4+6学时
[教学过程]
一、开场白
1．自我介绍
2．本课程特点：理论联系实际，用理论来指导实习
3．听从指导教师的安排，自觉遵守劳动纪律和操作规程
二、新课教学
1．CA6140车床的基本参数及功用
2．了解CA6140车床型号的含义及各主要部件的名称及期用途
3．了解卧式车床的传动系统，重点是主运动及纵向运动和快速运动
4．熟悉车床主运动和进给运动的组数和最大与最小转速与进给量
5．会对机床进行空运转，并变换运动速度，熟悉车床的加工范围。了解待加工表面、已加工表面和加工表面的含义。这里要注意防止车刀撞击卡盘，造成事故
6．会按公式计算不同工件的切削速度，求同主轴的转速，会按精、精车选择不同的进给量和背吃刀量
7．熟悉车床铺的日常保养要求及保养内容
8．熟悉工、量具的安置规则和安全技术守则的内容，保证加工质量和人身操作安全。防止出现人身和机械事故。特别不允许出现刀架撞击卡盘的事故发生
三、小结
1．车床是最常用的机械加工设备
2．注意遵守操作规程和安全技术守则，确保人身安全
3．会操作车床空运行，变换运动参数，是操作机床的基本要求
[作业布置]
关键词：卡盘；快速定位；准确定位。
Abstract: This design task is to design a set of quick positioning cylindrical blank chuck, chuck clamping the work piece in the guarantee, the completely close positioning device, to ensure accurate positioning fixture.
Key words: chuck; rapid positioning; positioning
中图分类号：U46
设计概况
由于毛坯件存在拔模斜度，普通的三爪为直面，利用普通的三爪卡盘卡紧工件时，会使工件向外移动，脱离卡盘的定位面，造成工件定位不准确。参照弹簧卡套设计一种新型的卡盘，使工件在卡紧的同时，向里贴紧工装定位面，以确保工装能够准确定位工件。
卡盘的主要组成
卡盘主要由法兰主体，上法兰，连接杆，定位块，弹簧套组成。
2.1定位系统：
定位系统与卡紧机构相对独立，直接与卡盘主体相连，当弹簧卡套卡紧工件时，不随着弹簧卡套的移动而移动。
2.2卡紧机构：
用于卡紧工件保证工件卡紧面与主轴同轴，并且可以快速定位工件，确保装卸方便。
快速定位卡盘特点
3.1结构特点
卡盘主体采用40Cr，并经过调制处理，热处理硬度保证在HRC26-28之间，以确保主体的强度，提高卡盘的使用寿命；定位块使用45号钢，淬火硬度达到HRC38-42之间。在卡盘在卡紧工件时，由于工件与定位快之间存在相互作用力，使定位块产生挤压变形，在一定程度上增加定位快的硬度，可以有效的避免产生变形，提高工件加工的一致性；弹簧套采用60Si2Mn，为了同时保证弹簧套的耐磨度和韧性，我们采用盐浴局部淬火，即在导向部位与卡紧部位进行淬火，使其硬度达到HRC38-42，减慢使用过程中的磨损量，以便提高弹簧套的使用寿命，由于硬度增加降低韧性，因此要求零件的弹性部分不进行淬火处理。
3.2功能特点
相对于普通的三爪卡盘而言，快速定位卡盘可以在加紧工件的同时使工件向内收缩，使工件贴近定位快，以保证工件轴向重复定位的精准度；由于弹簧卡套采用锥面卡紧定位，可以完全保证工件在轴向的重复定位精度。综上所述我们设计的快速定位卡盘可以提高工件的定位精度，并且不会降低工件的装卡速度。
关键词：车床实训；虚拟仿真技术；工程实训教学
在工程实训教学中，传统的普通车床实训教学项目比较注重动手操作，但是由于工程实训中心的设备数量不足，加上有经验的实训指导教师人数、学生实训操作安全等方面的限制，传统车床的实训教学已无法满足学生的需求[1]。随着计算机技术的不断发展，由计算机控制的数控车床逐步取代人工操作的普通车床，已经成为一个不可逆转的趋势[2]，但是普通车床作为数控车床的基础，依然很重要，高等学校所开设的工程实训课程中仍将普通车床作为一个重要的实训项目[3]。依托计算机、网络、图像处理等技术的成熟，虚拟仿真技术已应用于各实训教学项目中，其能够实现实训教学的虚拟化、三维可视化；实现实训教学项目的交互与沉浸，使学生能够更主动地进行实训操作；还能解决车床实训教学过程中存在危险、车床设备数量不足等问题。与此同时，在注重工程专业认证的当下，虚拟仿真技术在工程实训方面的应用，对工程专业认证也有着重要的加分作用[4-5]。
1车削加工虚拟仿真教学系统设计思想
普通车床实训涉及的内容较多，学生需要掌握的知识不仅包括刀具、夹具和切削加工基础知识，还包括C6132D普通车床的相关操作知识。要想通过系统自学普通车床的加工操作过程，就不能抱着只是在系统上用鼠标、键盘简单地点击几下或敲几个按键的想法。使用虚拟仿真教学系统学习，学生须扎扎实实地掌握相关知识。基于这个目的，该系统从设计开始就需要有知识学习、操作演示、动手实践等基础的设计思想，给学生提供丰富的车削加工知识，通过向学生演示车削加工的实例，方便学生进行模拟操作。因此，该系统应是一个集实训教学与实训操作于一体的系统，同时可以依靠网络打破时间、空间的限制，让学生实现自主实训。
2车削加工虚拟仿真教学系统的开发软件构想
在车削加工虚拟仿真教学系统中，需要模拟出一个真实的工件从毛坯到车削加工成型的过程，使学生能身临其境地感受到车削加工的过程。AuthorWare作为备选软件，能将图像、声音、图片和动画等结合在一起形成一个完善的系统；非专业的编程人员也能创造出一个与车削加工操作相关的多媒体应用软件。在车削加工虚拟仿真开发方面，VisualBasic作为主要编程软件，基于可视化编程技术与多媒体功能，能搭建出集声音、动画和图像于一体的多媒体应用程序，营造出与车床实际操作过程相同的实训环境。为了使界面更加完美，动画显示更加真实，还可以使用Photoshop、Flash和3dsMax软件来处理图像和制作动画，实现虚拟仿真系统的各种功能。
3车削加工虚拟仿真教学内容
车削加工虚拟仿真教学系统是2020年山东科技大学虚拟仿真实验教学建设的项目之一，该系统在人机交互界面上力求反映真实的车床加工实际操作过程，具备较强的真实感、顺畅的交互性和一定范围内的容错性。该虚拟仿真教学系统可分为3个模块：3.1车削基础知识模块。该模块主要功能是为初次参与工程实训的学生提供一个车削加工设备的认知过程，学生在此模块中可以学到车削加工的基本知识，内容如下：（1）车削加工实训目的及要求：让学生在操作前充分掌握实训目的，了解与车削加工相关的专业知识。（2）车削加工实训安全技术要求：虽然学生通过虚拟仿真模拟车削加工过程没有危险性，但是虚拟模拟的最终目的还是要回归于实际的操作中，因此，详细地告知学生在实际操作过程中的注意事项十分必要。要明确说明什么可以做，什么不可以做，避免学生在实际操作过程中出现失误，导致实训设备损坏或发生严重的人身伤害事故。（3）车削加工的概念与工作原理：涉及车削加工的介绍，车削加工的优点、缺点，车削加工的范围等，学生可多角度观察车削加工过程。（4）车床结构（C6132D普通车床的结构）：通过车床模型可多角度任意旋转、缩放观察车床的结构，包括主轴箱、进给箱、挂轮箱、床身、溜板箱、尾架、光杠、丝杠、车床上各种按钮和手柄的功能等。（5）常用量具：让学生认识常用量具，例如游标卡尺、螺旋测微器等，并辅以动态图演示常用量具的结构及使用方法。（6）常用车刀与夹具介绍：向学生介绍常用车刀，包括内孔车刀、偏刀、切槽刀等，辅以车刀模型的结构、名称的展示，包括夹持部分、切削部分，夹具常使用的三爪卡盘、顶尖、中心支架等，并介绍它们的主要结构，辅以动态模型演示不同夹具的装夹原理。该模块还向学生介绍常见的车削加工设备，介绍车床的发展与演化过程，激发学生的学习热情。此外，该模块还提供了大量的车削设备实际加工过程的视频录像和动画演示，以便学生理解车削加工操作中车削设备的运行情况。3.2车削实训操作模块。此模块涉及车削加工的基本操作内容，学生不仅能够通过系统演示进行观察，还可以通过车削加工虚拟仿真教学系统来模拟相关操作。主要内容如下：（1）车刀安装：在虚拟仿真教学系统中，学生可通过三维模型动态演示学习车刀安装操作，并在系统演示后自行操作模拟安装车刀的过程。安装过程中需要注意，车刀安装在方刀架上，刀尖一般应与车床主轴中心等高。此外，车刀在方刀架上伸出的长度要适宜，垫刀片要放平整，车刀与方刀架均要锁紧。（2）三爪卡盘安装工件方法：三爪卡盘是车床上最常用的装夹工具，在虚拟仿真教学系统中，学生可通过三维模型动态演示学习如何将工件安装到三爪卡盘上，并在演示后自行模拟将工件安装到三爪卡盘上的过程。（3）车端面：车端面是车削加工中最基本、最常见的工序之一，改变的是工件的长度。车端面时，车刀的刀尖应对准工件的中心，以免车出的端面中心留有凸台；当背吃刀量较大时，容易扎刀；凸台是逐渐车掉的，所以车端面时使用弯头刀较为有利。（4）车外圆：车外圆也是车削加工中最基本、最常见的工序之一，改变的是工件的直径。为使车刀的主切削刃垂直于工件的轴线，可在先车好的端面上对刀，使主切削刃与端面贴平。3.3车削实训考核模块。该模块的作用是对学生进行考核，即学生在学习过车削加工的基本知识，以及车削加工的操作后，给学生一个具体的操作项目让学生在虚拟仿真系统上进行操作。在学生进行操作的过程中，该模块可以对学生的操作过程进行监督预警，如果操作步骤出现问题，可以及时提醒学生加以改正。在操作结束后，该模块还能对学生的操作过程进行评价，并给出一个分数。这个分数可以作为学生能否继续参加线下车削加工实训的标准，此外，这个分数还可以按一定比例折合算入学生车削加工实训的总成绩。
4车削加工虚拟仿真存在的问题
4.1虚拟仿真系统建设成本较高。虚拟仿真系统除了软件以外还需要有相关的硬件设备，最基础的设备就是计算机。学生通过计算机的鼠标、键盘与虚拟仿真实训软件进行信息交互，如果想让学生有更好的虚拟仿真实训体验，还需要有相应的配套设备，如VR眼镜、VR数据手套、VR手柄等。这些外置设备单价较高，如果要满足一个班的学生同时进行实训的需求，那么建成一个完整的虚拟仿真实训教室的费用就会相当可观。4.2虚拟仿真实训存在局限性。虚拟仿真实训也有其局限性，虚拟仿真无法全面模拟实训过程。例如，对实训中出现的一些偶发性问题可能无法全面模拟，学生就不能掌握其具体的解决方法，导致学生在实际操作机床的过程中遇到类似问题也不知道怎么处理。此外，实训操作中一些具体的过程，如装刀、装工件，以及操作过程中紧急情况下制动的使用等内容可能都无法涉及。
5结语
依托虚拟仿真技术在教学领域的发展，可实现车削加工实训的虚拟仿真，建设车削加工虚拟仿真系统，实现车削加工实训的虚拟体验教学。学生可以使用基本的计算机等设备在虚拟仿真教学系统上实现技能、知识的交互，增强认知，学习车床的基本知识、操作技能等内容，并通过考核模块对自主实训效果进行检验，提高实训指导老师的教学效率，提高车削加工实训的质量。
[参考文献]
[1]王荣校.新工科形势下普通车床实训教学思考与探索[J].科学咨询（科技•管理），2018（8）：9-10.
[2]汤秀红，莫足琴.车床数控加工与改造设计[J].湖南农机，2013，40（11）：76-77.
[3]韩德虎.高职院校校内数控车床实训教学浅谈[J].教育现代化，2019，6（50）：271-272.
[4]李世丁，黄启昭，薛裕童，等.基于VRML的虚拟车床仿真系统[J].无线互联科技，2017（11）：143-144.
关键词：组合零件；车削加工；基准零件；精加工余量
中图分类号：TH133 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）02-0066-03
近年来，各种形式的车工技能大赛，不管是学生组，还是教师组以及职工组，一般实际操作试题多为组合零件车削加工，而且件数越来越多，难度也越来越大。因为与单一零件的车削加工相比，组合件车削加工各个零件时既能考核车内、外圆面、车圆锥、车偏心、车螺纹等车工的基本操作技能，又能考核保证零件尺寸精度和位置精度的措施及工艺尺寸链计算等相关知识；既要保证组合件各零件的加工质量，又要保证零件按规定组合装配后的技术要求，还要求操作者具有较强的应变能力。因此，车工技能大赛试题经常采用组合件的车削加工。
在大赛中要想取得好成绩，在学生平时训练中，除了要对基本技能训练扎实的基本功外，指导教师应指导选手根据组合件技术要求拟定合理的加工方案，熟练掌握各个零件基本面的加工技能和技巧。本文就以2012全国车工技能大赛高级组的试题为例，对组合件加工进行工艺分析，并给出各个零件加工的参考加工工序过程，如图1所示：
图 1
1 装配关系分析
在车削之前，必须先把图纸看清楚，仔细分析组合件装配关系和装配要求。确定基准零件，也就是直接影响组合件装配后零件之间相互位置精度的主要零件。
（1）由图1可知，这套组合件由5个零件组成。件5为基准零件，件2、件3、件4装在件5上，用件1紧固。件1与件2为锥度配合，件3与件4为偏心配合，件2、件3、件4与件5为内外圆配合，件1与件5为双头梯形螺纹配合。
（2）装配后，要求件1、件2锥度配合后两端面的轴向间隙为2±0.1mm，件1、件2、件4加间隙2±0.1mm，总长为94±0.15mm。
2 工艺分析
组合件加工时应先车基准件，再按装配顺序加工其他零件。
（1）由于几个零件合用一根棒料毛坯，则应装夹这根棒料毛坯，将几个零件共同的外径按需要一次车出，共同的内孔也一次钻削、粗车，然后切断，并对每一个零件的长度尺寸留精车余量。
（2）由于配车、配合和总尺寸的需要，加工顺序应为：件5、件4、件3、件2、件1。
（3）为顺利装配及装配后轴向尺寸的要求，件2、件4在车削中均应在一次装夹、找正后精车外圆、内孔与端面，这样才能保证内外圆同轴和与端面的垂直。
（4）套件的车削是单件生产，不可能使用偏心夹具，要用万能方法加工，本套件的偏心用三爪自定心卡盘的一个爪垫上垫片的方法车削。对件3、件4车偏心时用同一个厚度的垫片，找正时百分表的读数应相同，以保证两件偏心的一致性。
（5）车削件3偏心轴时，要重点保证长度尺寸mm，车削件2时，要重点保证长度尺寸mm，这样才能保证装配后轴向尺寸精度，使件2与件4间无缝隙。
（6）装夹车削过的外圆时，应垫铜皮。
3 车削加工过程
3.1 车削件5
3.1.1 用三爪卡盘装夹毛坯外圆，车棒料右端面并打中心孔。
3.1.2 一夹一顶装夹，车外圆46mm，右端滚花，车SR45圆弧至精度要求。
3.1.3 调头，用三爪自定心卡盘夹住滚花处并找正其余46mm外圆，车削左端并打中心孔；用尾座顶尖顶住，车削目标尺寸为外圆至；车梯形螺纹大径。除留出左端长度尺寸18mm留精车余量外，其余长度车削至尺寸。
3.1.4 车削长8mm螺纹退刀槽，倒角。
3.1.5 车削梯形螺纹Tr32至要求，倒角，精车mm外圆至精度要求。
3.2 件2、件3、件4共用一根棒料合车
3.2.1 用三爪卡盘装夹毛坯外圆，车削右端面，打中心孔引钻通孔30mm。
3.2.2 车件2、件4共同的外圆至尺寸。
3.2.3 车件4内孔至尺寸，车端面达精度要求，倒角，按件4长度尺寸切断留精加工余量。
3.2.4 车件2内孔至尺寸，车端面
达精度要求，倒角，件2长度尺寸切断留精加工
余量。
3.3 车削件4
在三爪自定心卡盘的一个爪下垫上一块厚度经过计算的垫片，找正偏心距（1±0.02）mm，车削偏心孔mm，深11mm，车削长度尺寸至20mm。
3.4 车削件3
3.4.1 车削mm外圆至尺寸，精车左
端面。
3.4.2 精车内孔至尺寸。
3.4.3 在三爪自定心卡盘的一个爪下垫上一块厚度经过计算的垫片，装夹mm找正偏心距（1±0.02）mm，车削偏心轴mm，长10mm，保证长度mm，精车右端面达长度尺寸。
3.5 车削件2
3.5.1 装夹外圆左部，找正圆跳动0.02mm，车削33mm内孔至尺寸，车削mm内孔至尺寸，保证长度尺寸，精车右端面。
3.5.2 装夹外圆右部，找正，车削内锥小头直孔40mm，深度26mm，车削内锥1﹕5成形，精车左端面，保证总长60mm，倒角。
3.6 车削件1
3.6.1 用三爪卡盘装夹55mm毛坯外圆，车棒料外圆52mm，右端滚花，钻内螺纹底孔至mm，车内孔，长度8mm，倒内螺纹左边角，精车右端面。
3.6.2 掉头装夹滚花处，找正，车削外锥大端mm外圆，保证滚花段长12mm，车外锥
1﹕5，与件2内锥配车，保证轴向间隙2±0.1mm。
3.6.3 车内螺纹，与件5配车，保证螺距尺寸6±0.02mm，车右端面，保证总长38mm，倒右倒角。
4 加工技巧
车工大赛试题件数多，要求精度高，在保证加工质量的前提下，提高加工效率是取胜的关键，要节省时间除了合理安排工艺，还要在每一个加工环节注意加工技巧，例如，车削外圆时，为了控制尺寸，操作者要反复测量、试车、对刀，这样会耽误很多时间，即使这样也很难保证加工尺寸，如果在粗车外圆留出精加工余量后，不退刀，快速回车，不用试车，测量后按尺寸精度，直接利用车床刻度进刀，加工既能保证精度，又大大地节省了时间，这一点技巧就可以有效提高生产效率。这种加工方法尤其对旧了的机床管用。
5 安全文明生产
不论是平时训练，还是参加大赛，选手在实际操作时，要做到安全第一，文明生产，规范操作，确保人身、设备安全。按要求摆放整齐工量具；量具与车刀、工具应分开摆放，正确使用工、量具。加工结束，应将车床导轨切屑、冷却液、车床外表、工具柜台面擦拭干净，将油盘内切屑清除干净，打扫干净车床周围的环境卫生，并给导轨浇注油；不要因为考试紧张就忽视了安全文明生产。应注意，安全文明生产是考核合格职业人的重要指标。
6 结语
影响组合件加工质量和效率的因素很多，要想在规定时间内加工出合格的组合件，取得好的大赛成绩，要合理安排工序步骤，尽量减少装夹次数，这样既提高效率，又能保证零件的位置精度，尽量让有形位公差要求的型面在一次装夹中完成加工，在加工中要合理使用切削液，防止零件因热变形而引起尺寸公差、形位公差超差。另外，刀具几何角度的大小对刀具的耐用度及零件表面质量的影响很大，对切削用量的选用也很关键。总之，技能大赛是对考生操作技能的检验，操作技能主要靠平时训练和积累。操作技能在短时间内很难有大的提高，平时的积累和加强理论学习，并注重实际操作练习，是提高技能水平的根本途径，也是取得好的考试成绩的唯一手段。
参考文献
[1] 吴宗泽．机械设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2004．
关键词：精度；工艺措施；误差
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.025
在机械加工中，零件的加工精度包括尺寸误差、形状误差以及位置误差等。加工精度的高低与机床、夹具、刀具以及工件组成的工艺系统有关，为了减小加工误差，提高零件的加工精度，必须控制这些误差的产生以及对加工精度的影响。下面结合生产实际，论述从机床精度、加工工艺等方面保证加工精度的方法。
1 机床对加工精度的影响及解决措施
机床对加工零件的影响主要是由于机床本身的制造误差、安b误差以及机床的磨损，对零件加工精度影响最大的是传动链的传动误差、主轴回转误差等，一般在实际生产中采用以下三种方法来解决。
1.1 误差补偿法
误差补偿法，是人为地造出一种新的原始误差，去抵消原来工艺系统中固有的原始误差，从而达到减少误差，提高加工精度的目的。实际生产中，用校正机构提高丝杠车床传动链精度。加工精密螺纹时，机床传动链误差将反映到被加工零件的螺距上，使精密丝杠的加工精度受到影响。图1所示为螺纹加工校正装置，当刀架纵向进给运动时，由校正尺5工作表面使杠杆4产生位移并使丝杠螺母产生附加运动，即以大小相等、方向相反的误差来补偿螺距误差，确保零件螺距的累积误差在加工精度范围内。
1.2 误差转移法
在机床精度达不到精度要求时，通过误差转移的方法，将可能产生的误差转移到非敏感方向。如镗床镗孔时，孔系的位置精度和孔间的尺寸精度都依靠镗模和镗杆的精度来保证，镗杆与机床主轴之间采用挠性连接传动，使机床误差与加工精度无关。对具有分度或转位的多工位工序或采用转位刀架加工的工序，其分度、转位误差将直接影响零件有关表面的加工精度。若将刀具安装到定位的非敏感方向，则可大大减少其影响。它可使六角刀架转位时的重复定位误差±α转移到零件内孔加工表面的误差非敏感方向，以减少加工误差，提高加工精度。
1.3 “就地加工”法
机器的工作性能与装配精度有直接的关系，装配精度问题牵涉到很多零部件自身的加工精度以及彼此间的相互关系，相当复杂。如果单纯地提高零部件的精度来满足设计要求，会增加零件加工的难度，此时若采用就地加工法就可解决这种困难。如在六角车床制造中，转塔上六个装刀具的孔，其轴心线必须保证和机床主轴旋转中心线重合，而六个平面又必须与主轴中心线垂直。如果按传统的精度分析与精度保证法，单个地确定各自的制造精度，不仅使加工误差小到难以制造的程度，而且装配后的精度更达不到要求。采用就地加工法，即对这些重要的加工表面在装配之前不进行精加工，待转塔装配到机床上后，再在自身机床上对这些表面作精加工，即在自身机床主轴上装上镗刀杆和能作径向进给的小刀架对这些表面做精加工，从而达到所需的精度。
2 加工工艺对加工精度的影响及解决措施
一般合理的加工工艺措施可以有效地减少零件的加工误差，以在车床上加工细长轴为例，由于受力和热的影响，使工件产生弯曲变形，在高速回转下，由于离心力的作用，使变形加剧并引起振动。另外，工件在切削热的作用下必然产生热伸长，若卡盘和顶尖之间的距离是固定的，则工件在轴向没有伸缩的余地，因此也产生轴向压力，加剧了工件的弯曲变形。为了消除和减少这些误差，可以采取如下的措施：
（1）采用反向进给的切削方法。如图2b所示，进给方向由卡盘指向尾座，这样轴向力Fx对工件的作用（从卡盘到切削所在点的一段）是拉伸而不是压缩，同时尾座利用弹性回转顶尖，既可以消除轴向切削力Fx把工件从切削点到尾座顶点间的压弯问题，又可以消除热伸长而引起的弯曲变形。（2）采用大进给量反向切削和大的主偏角车刀，增加了轴向力Fx，工件在强有力拉伸的作用下还能消除径向的颤动，使切削平稳。（3）在卡盘的一端的工件上车出一个缩颈部分，缩颈直径d=D/2（D为工件坯料的直径）。工件在缩颈部分的直径减少了，则柔性就增加了，从而起到了自位作用，消除了由于坯料本身的弯曲而在卡盘强制夹持下轴心线随着歪斜的影响。
通过上述三项措施，可以直接消除或减少细长轴在车削加工时的弯曲变形所带来的加工误差。
3 结束语
零件的加工精度和装配精度直接影响零件的使用性能，通过分析工艺系统对零件精度的影响，即使在机床的精度不能满足要求的情况下，采取直接减少误差、误差补偿以及误差分组等工艺措施仍可有效地提高和保证零件的加工精度，满足零件使用性能的要求。
参考文献：
[1]闫世才，安平.机械制造工艺与装备[M].中国劳动出版社.
[2]朱为国.技师培训教材[M].机械工业出版社.
当振动系统的平衡被破坏，弹性力来维持系统的振动，称为自由振动，在外界周期性干扰力持续作用下，被迫产生的振动称为强迫振动，由振动过程本身引起切削力周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持的振动称为自激振动。
一、车床振动的振源
寻找振动的来源，并加以排除或限制，是有效控制振动的途径。振源来自车床内部的，称为机内振源；来自车床外部的，称为机外振源。
由于自由振动是由切削力的突然变化或其它外力冲击引起的，可快速衰减，对车床加工过程影响非常小，可以忽略不计。
1、机内振源
车床上各个电动机的振动，包括电动机转子旋转不平衡及电磁力不平衡引起的振动；机床回转零件的不平衡，如皮带轮、卡盘、刀盘和工件不平衡引起的振动；运动传递过程中引起的振动，如变速操纵机机构中的齿轮啮合时的冲击力，卸荷带轮把径向载荷卸给箱体时的振动，三角皮带的厚度不均匀，皮带轮质量偏心，双向多片摩擦离合器，滑动轴承和滚动轴承尺寸及形位误差引起的振动；往复部件运动的惯性力，如离和器控制箱体的正反转引起的惯性力振动；切削时的冲击振动，如切削带有键槽的工件表面时循环冲击载荷引起的振动；车床液压传动系统的压力脉动。
2、机外振源
其它机床、锻压设备、火车、汽车等通过地基传给车床的振动。
3、自激振动的振源
引起自激振动的振源主要有车削时切削量过大、主切削力的方向、车刀的几何角度的选择不当等。
二、振源分析
1、车床主轴箱内振源分析
一方面主轴箱中齿轮、轴承等零部件设计、制造及装配过程中存在某些不足之处，另一方面长期工作过程中使得某些零件失效，导致主轴箱在工作过程中产生了振动。齿轮在啮合时引起冲击产生频率为啮合频率的振动，主轴安装偏心所引起周期性振动；轴承的损伤所引起周期性冲击或者激发自身的各个元件以固有频率振动；以及其它因素所引起的振动。
现以CA6140车床为例。对CA6140主轴箱传动系统中轴的回转频率和齿轮啮合频率进行计算和实际测量(计算过程从略)。由于主轴转速档位较多，故仅选取主轴转速为200rpm时计算主轴箱内各轴的回转频率和齿轮啮合频率，
2、数据分析
经过大量实践分析对比，发现主轴箱内频率为f=173HZ、f=790HZ对切削力影响很大，f=173HZ频率的振动主要是通过工件直接传输给刀架的，而f=790HZ一部分能量通过车床床身传递给刀架，一部分能量通过工件传递给刀架。
进一步对f=173HZ，f=790HZ频率所产生振动原因进行分析、计算、对比。得出如下结果：f=173HZ是由主轴前端的双列向心短圆柱滚子轴承的内圈滚道表面粗糙度很大所引起的，f=790HZ为轴承上齿轮(Z=56)的啮合频率，由摩擦片离合器在啮合处刚性不足造成齿轮啮合时不平稳所引起的。
3、分析结果
通过以上分析可知，在切削过程中，f=173HZ和f=790HZ振动频率对切削力影响很大。f=173HZ是由主轴前端的双列向心短圆柱滚子轴承所引起的；f=790HZ是由轴承上的齿轮啮合时不平稳所引起的。
三、车床振动的控制
1、将振源与车床隔离
设置隔振装置，将振源所产生的振动由隔振装置大部分吸收，减少振源对车削加工的干扰。挖防振沟，将车床安置在防振地基上，设置弹簧或橡皮垫减少振动。
2、减少激振力
如精确平衡回转零部件，将电动机转子、皮带轮和卡盘作静平衡和动平衡试验，提高轴承装配精度。
3、提高车床传动的制造精度
如将变速操纵机构中齿轮啮合的制造精度提高，可以减少因齿轮啮合传动而引起的振动。
4、提高工艺系统的刚度及阻尼
车床系统刚度增加，对振动的抵抗能力提高，亦可减少振动。
5、调节系统的固有频率
调节系统的固有频率，避免共振现象发生。
6、采用减振器和阻尼器
7、对自激振动的控制
对自激振动的控制包括合理选择与切削有关的系数、合理选择车刀的几何参数、合理安排刀尖高低、、提高工艺系统的抗振性。
四、编程方面
1、固定进刀退刀模式
每把车刀从换刀点以G0模式运动到进刀点，进刀点应在X、Z两个方向离工件有一定距离，太远太近都不行。太远会增加G01进给的空行程，造成加工效率低；太近会增加安全隐患。进刀时（从起刀点到加工开始点）必须以G1方式进刀，退刀时必须以G1方式退到退刀点（退刀点距离工件有一定的安全距离）后再以G0方式运动。