在近幾年的數(shù)控技能大賽題中，在數(shù)控車床上進行零件的側面加工以考核點的形式出現(xiàn)過。對于不少從事數(shù)控車床加工的人來說，回轉體零件側面編程加工的難度不大，難在沒有任何夾具、工裝的前提下，如何利用三爪自定心卡盤進行精確穩(wěn)定的裝夾。
回轉體零件側面加工需要把回轉體零件以其軸線垂直于機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，會帶來兩個問題：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，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法控制側面中心的軸向位置，車削過程中，零件高速旋轉，所受切削載荷過大或受到斷續(xù)切削時的沖擊載荷，零件極有可能產(chǎn)生位置移動，甚至甩出卡盤，造成嚴重的安全事故。②裝夾定位不正確。零件的軸向長度、外徑大小不同，造成裝夾后三爪自定心卡盤在工件側面軸向定心位置不固定，軸向長度越長，外徑越大，工件側面軸向定心位置離端面的距離越遠，反之越近，很難保證側面加工形面的位置。
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夾持，這種裝夾方法不牢靠，而且三爪自定心的位置沒法確定。要實現(xiàn)側面加工的安全和精確定位，在裝夾零件時需考慮、設計其裝夾工藝，利用工件的自身特征實現(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、夾實零件表面，需對裝夾表面事先做好處理。圖1中，當卡爪1處于水平狀態(tài)時，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錐角為60°的工藝圓錐，便于卡爪2、卡爪3裝夾（見圖2）。這時三只卡爪對于零件表面的夾持就同樣的穩(wěn)固了。
（2）以側面中心為基準，通過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面的軸向定心位置。
以圖3為例，這是一個典型的回轉體側面加工的零件。其技術要求為：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，長度按±0.15mm，角度按0.1°控制執(zhí)行。
工藝設計具體步驟為：
（1）利用繪圖軟件畫出零件圖形，以側面內(nèi)孔和回轉體軸線的交點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為起點分別作60°和－60°角度線，交R35mm圓于B、C兩點。
（3）分別過B點作直線DE、過C點作直線FG與R35mm圓相切。
在回轉體上，直線DE、FG形成一個夾角為60°的圓錐面，此圓錐面即為側面加工時裝夾的工藝錐面。三爪自定心卡盤的三只卡爪此時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點處，側面平面車削完后進行側面的孔加工時，其軸線距離零件左端面的長度為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”后的毛坯側裝，進行側面的編程加工。側面一邊加工完成后，只需將工件翻轉180°，保持原有裝夾形式，即可加工側面的另一邊。最后正常裝夾，加工其他形面。
圖2
圖3
圖4
圖5
要實現(xiàn)零件在普通數(shù)控車床上的側面加工，工藝設計非常重要。本文雖然只對一例數(shù)控車床加工的零件進行了工藝分析，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。