巧用夹具，改善白钢车刀的装夹和利用

巧用夹具，改善白钢车刀的装夹和利用

查锦艳罗值培

【摘要】本文通过分析实习教学中普通车床白钢车刀装夹方式的不足，提出利用专用夹具改善车刀装夹的方法，介绍实际成品以及使用后带来的良好效果，欲作为实习教改的范例宣传推广。

【关键词】车刀；白钢刀；夹具；教改

TheQiaousetongs,improvementwhitethesteelcarpackofknifeclipwithmakeuseof

ChaJin-yanLuoZhi-pei

【Abstract】Thistextpassanalysispracticeteachingincommonlatherwhitesteelcartheknifepacktoclipawayofshortage,putforwardexploitationappropriationtongsimprovementcarknifetopackthemethodforclip,introductionactualfinishedproductandusageempressbringofgoodeffect,desireBepracticeeducationreformofexamplepublicityexpansion.

【Keywords】Carknife；Whitesteelknife；Tongs；Educationreform

车削加工是技校数控加工专业学生的一项重要实习内容，包含普通车削和数控车削。车床上的刀具是车刀，常用车刀材料有高速钢、硬质合金等。高速钢又称锋钢、白钢，故高速钢车刀又俗称白钢刀。我校在实习教学中，采用白钢刀具和硬质合金刀具，由于白钢刀具方便刃磨，性能比硬质合金稳定，价格比硬质合金低廉，故白钢刀应用更广泛。

1．普通车刀装夹方式分析

车削加工人员常说“车工一把刀”，一语道破车刀对车工的重要性。车削实习需对选刀、磨刀、装刀、选择切削用量进行加工等多个环节进行训练，因为任何环节的失误都会影响加工精度或生产效率、成本等问题。在装刀环节中，实习教师严格指导学生按照普通车床车刀装夹方法，但发现这种方法存在诸多缺陷：

1．1装夹不便。车刀是靠紧固螺钉固定在刀架上，装夹后刀尖必须对准工件的旋转中心，即车刀刀尖应与车床的中心高平齐。由于普通白钢刀厚度尺寸有限，在装夹中必须用垫块或垫片增加高度直至等高平齐，再拧紧螺钉固定。这种装夹慢，效率低，辅助时间增长，影响正常切削时间。

1．2不易平整。垫片是实习现场的废旧钢板，重叠垫高后不易平整，装夹刀具后刀具亦不易保持平整，影响加工效果，严重不平还会引起“断刀”现象。（如图1所示）

L

（图1）（图2）1．3刀具位置太靠刀架里侧。刀具左侧与刀架边缘的间距L≈10~25mm，加工时刀架左侧边与工件可能发生干涉，影响刀具与工件的正常接触，从而影响加工，车螺纹时此情况尤其容易出现。（如图2所示）

1．4刀具利用率低。当刀具磨损、破损或断刀后，长度变短小于原长度2/3~1/2时，因刀架上紧固螺钉间距较大，上述装夹方法就无法满足装刀要求，刀具即报废，造成刀具利用率低。（如图3所示）

刀具太短时，刀架上的螺钉无法紧固，不能有效夹紧；

垫片翘起，刀具不能保持平整，即使勉强装夹，也不能使用。

（图3）

2．使用专用夹具改善装夹

上述问题早在上世纪五、六十年代车工人员就意识到，改进装夹的专用夹具后来也相继问世并在工厂广泛应用。但我校是新办技校，以往并未采用此法。一直到2008年，罗XX老师到我校担任普车实习指导教师，他凭着多年的企业工作经验，业余时间利用实习废料为学校的车床“量身定做”研制出两种装刀夹具，小巧简单，使用方便。

2．1夹具介绍

此夹具与车床上原有刀架巧妙组合，构成新的刀具装夹机构，满足了一般夹具的定位、夹紧、对刀和导向等要求。（具体技术本文不作详述，仅作结构介绍）

夹具一：适用于装夹外圆车刀、端面车刀、螺纹车刀。利用45钢铣削加工后作夹具体，凸起形状中的刀槽作定位装置，并用两颗内六角螺钉作夹紧装置，（如图4所示）

夹具二：适用于装夹切断刀（切槽刀）。利用45钢铣削加工特型槽,将切断刀具放入槽内，利用特型槽的弹性变形夹紧刀具。（如图5所示）

（图4）（图5）

2．2夹具优点

2．2．1快速装夹。由于夹具尺寸严格按照现有车床和刀具规格设计，装刀后刀尖位置与车床中心等高，快速满足对刀要求。第一种夹具装刀时，先将刀具紧贴刀槽外侧放入，并用内六角扳手（俗称六角匙）将小紧定螺钉拧紧，再整体放入车床刀架中用原来的大紧固螺钉拧紧即可。（如图6所示）改善了以往用许多垫片垫高装夹，费时费力效果又不好的装刀问题。（第二种更简单，特型槽直接夹紧刀具再用原刀架螺钉固定，图略）

（图6）内六角扳手(六角匙)拧紧小螺钉夹具装刀后整体用原刀架的大螺钉固定

2．2．2废刀再利用。利用此夹具有效装夹磨损、破损的刀具或断刀，使得被普通装夹方法判“死刑”的报废刀具延长寿命重获新生而再利用，极大地提高了刀具的利用率。（如图7所示）

（图7）磨损变短的刀具仍可用断刀再利用

2．2．3刀具装夹位置恰当。由于该夹具夹紧刀具的位置靠边缘设置，有效避免了普通装夹方式可能产生的与工件干涉现象，刀具装夹位置恰当，更有利于加工。（如图8所示与图2对比）

L

（图8新装夹的车刀位置紧贴刀架边缘）（图2原装夹的车刀位置与刀架边缘有间距）

2．2．4用途广泛。此类夹具不但普通车床上可使用，数控车床上同样可发挥其优点。

2．3经济效应

罗老师设计制作了此夹具，在实习教学中试用得到师生的一致好评，小小的夹具成了重要的教辅用具。为充分保证目前车床实操的需要，今年他又制作了与多种车刀多种车床相配套的系列夹具三十多件，从此各类车刀不论新旧，均可快速正确装夹，大大提高了装刀效率，且变废为宝，大大改善了刀具利用率。（图9所示仅为其中一部分）

（图9）

此类夹具显示出明显的经济效应，简单总结如下：

2．3．1有效地减少装刀时间。以一名指导教师和一名初学者装刀时间对比如下：

普通装夹用时

夹具装夹用时

节省时间

备注

指导教师

3分钟

1分钟

2分钟

节省的时间可作更多讲解或学生作其他训练

初学学生

5分钟

1分钟

4分钟

对比可知：不论是熟练者还是初学者，应用夹具都能实现快速装刀，准确装刀，保证装刀准确性和装刀效率，将更多的时间用于有效的操作练习(如磨刀，如车削加工)。

2．3．2废刀再利用，明显延长刀具寿命，节省成本。按我校常用白钢刀售价估算如下：

规格（mm）

售价（元）

均价（元）

平均延长寿命

平均降低费用

切断刀

5×10×200

5~6

5.5

每把车刀寿命约延长至原来的1.5倍

相同实操条件下，使用新夹具后，车刀采购费用下降约30%

切断刀

5×12×200

5.8~8.2

8

外圆刀

10×200

7.5~8

7.7

外圆刀

12×200

11~13

12

注：相同实操条件指实习项目、人数、工件材料、操作总时间等条件均相同的情况下，使用此夹具后每把车刀的寿命约延长至原来的1.5倍，使购买刀具的频率、购买数量和费用比以往明显下降。

2．4教学效应

2．4．1提升学生学习信心，培养技术革新和成本意识。

同学们在实操中使用本校指导教师研制的教辅用具，很自然地体会到老师的专业水平；通过普通装刀和使用夹具装刀两种方式的对比体验，通过继续使用原本要丢弃的短刀、断刀，很明显地体会到该夹具的优越性。学生们不无佩服地称赞罗老师是能工巧匠。“能师出高徒”，“强将手下无弱兵”，同学们学技术的信心和兴趣更足了，技术革新意识和节省节约的成本意识也明显加强。

2．4．2教改实践的上佳范例。

目前，我国各层次的教育都在倡导教研教改，技校的教改也在不断深入。我们这所新办技校虽不象其他学校那样如火如荼，但也不乏尝试。罗老师的车刀夹具借鉴了企业的好方法，打破了以往教学常规，无疑是教改实践的上佳范例，是一次成功的尝试。“实践出真知”，“事实胜于雄辩”，这种校企结合的教改是技校急需的，与单纯的照本宣科式普通教学相比，效果是不言而喻的。其他教师也深为罗老师的专业能力和敬业精神所叹服，切实体会到技术革新的重要性和教研教改的好处，老师们的教改意识提升了，教改尝试也逐渐增多。

结束语

笔者撰写此文欲宣传推广罗老师的教改技术成果，以便更广泛地发挥该夹具的优越性。同时期待罗老师在教学实践中不断创新、革新，期待更多的师生用心投入，使教改技改成果层出不穷，使教学效果持续改善。

另外，笔者还有一建议：这套小巧简单的专用夹具，目前只在数控专业发挥作用，以后亦可作为模具专业学生的实习课题之一。这样既节约制作成本，又能使教学密切联系实际，调动学生实习的兴趣，相信更能收到事半功倍、一举多得的好效果。

截至发文之际，我校接到首批生产订单，实习教学开始和生产挂钩。笔者再次实地访查，发现加工产品期间，使用此夹具的好处更加明显：快速准确装刀，辅助时间缩短，加工时间增长，且避免与工件干涉，有效地提高加工质量和生产率；另一方面，生产加工使得刀具的磨损耗损比单纯实习明显增多，此夹具更有效地发挥着废物利用、变废为宝、降低成本的效应，真是物超所值！

收稿日期：2009-11-11