工件在数控机床上的定位与装夹[业界优制]
基于UG的数控多轴加工工艺优化和工装夹具设计
基于UG的数控多轴加工工艺优化和工装夹具设计摘要：随着现代制造业的发展，许多企业不再一味地追求高品质、高效率的生产，而是将更多的精力放在了优化CNC多轴加工工艺和工装夹具的设计上。
“科技是第一生产力”，在劳动者、生产对象、生产工具这三大要素中，除了要熟练地运用生产工具外，还需要熟练地掌握生产技术。
为了适应多样化的市场需求，必须对CNC工艺进行持续的改善，并设计出更加可靠的工装夹具，以达到交货周期，提高质量。
关键词：多轴加工；工装夹具；机床仿真前言本文主要介绍了两种大型工件的加工方法，其中金属半环是一类具有复杂外形和易于变形的多面体件；由于其特殊的外形，使其不易进行装夹，且工件易发生变形、弯曲等工艺难题。
但是，电机外壳是一种批量大、表面质量高的产品，采用常规的工艺，必然会导致产品的外观品质下降。
本文主要介绍了UG/CAD软件，对两种不同类型的零件进行了工艺分析，并对其进行了多轴数控加工所需的模具夹具进行了详细的描述。
采用UG/CAM软件实现了两种不同类型的多轴CNC编程。
它是根据机床四、五轴的旋转特点，利用特殊的工具夹具，进行特殊的刀具定制，实现多轴的定点加工。
通过UG刀道模拟功能，对刀具刀柄、工装夹具、工件之间是否存在干涉、过切等问题进行了分析。
最后，对加工过程进行了后置处理，并产生了数控程序。
1、概念1.1UG的CAD模块与CAM模块UG的CAD主要包括实体建模、特征建模、自由形状建模、工程绘图、组装等。
CAM模块则提供数控加工CLSFS的创建和编辑功能，包括铣、车、线切割；此外，它还支持了图形后处理和机器数据生成，并提供了生产资源管理系统、切削仿真、图形刀轨编辑工具，如机床模拟及其他模拟及辅助处理。
1.2多轴定点加工多轴方向切削是多轴加工中普遍采用的一种方法，它的多轴定位主要是用来控制加工过程中的刀具轴和程序座标仪Z轴的向量。
1.3数控多轴机床加工技术概述1.3.1原理通常，CNC多轴加工是一种三个以上的连杆加工，是一种精加工作业方式，5轴多轴加工工艺是世界各国衡量其工业化程度的重要指标，这一技术在船舶、航天、模具、汽车等领域有着广泛的应用。
夹具的概念及作用_数控机床夹具的类型和特点
夹具的概念及作用数控机床夹具的类型和特点应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”。
１．机床夹具的类型夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。
在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。
在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。
机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。
常用的分类方法有以下几种。
（１）按夹具的使用特点分类根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。
①通用夹具已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。
这类夹具适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。
这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。
其缺点是夹具的精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故一般适用于单件小批量生产中。
②专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。
在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。
专用夹具的设计周期较长、投资较大。
专用夹具一般在批量生产中使用。
除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。
③可调夹具某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。
可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。
对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。
数控加工工艺的主要内容
可调支承
第二节 零件在数控机床的定位与装夹
（4）辅助支承 为提高工件的安装刚度及稳定性，防止工件的切削振动及 变形，或者为工件的预定位而设置的非正式定位支承。
a）铣削工件的顶平面 b）铣削变速箱壳体的顶面
第二节 零件在数控机床的定位与装夹
2．孔类定位元件
（3）自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准。 （4）互为基准原则 采取两个加工表面互为基准反复加工的方法。 （5）便于装夹原则 所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠， 夹具结构简单适用，操作方便灵活。
第二节 零件在数控机床的定位与装夹
3．辅助基准的选择
辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成 的一种定位基准。
第一节 数控加工工艺的制定
四、工序的划分
1．工序划分的原则
（1）工序集中原则——每道工序包括尽可能多的 加工内容，从而使工序的总数减少。
（2）工序分散原则——将工件的加工分散在较多 的工序内进行，每道工序的加工内容很少。
第一节 数控加工工艺的制定
2．工序划分方法
（1）数控车削工序的划分方法 1）按零件加工表面划分。将位置精度要求较高的表
第二章 数控加工工艺基础
第一节 数控加工工艺的制定 第二节 零件在数控机床上的定位与装夹 第三节 数控加工用刀具 第四节 加工余量与确定方法 第五节 工序尺寸及其公差的确定 第六节 机械加工精度及表面质量 第七节 数控加工工艺文件
第一节 数控加工工艺的制定
一、数控加工工艺的主要内容
（1）选择适合在数控车床上加工的零件。 （2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。 （3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。 （4）加工工序的设计。 （5）数控加工程序的调整。
工件定位与装夹方案
1 序言有过机械加工经历的人，一定会知道工件的定位与装夹对于加工的重要性。
毫不夸张的说，随着现代科学技术的不断进步，各种先进的数控机床、高智能化CAM软件及高品质刀具不断涌现，各种形状、结构及精度的工件特征很容易被加工出来，反而是加工过程中的一些辅助工作，解决起来，往往会让工艺人员与设备操作人员感觉十分头痛棘手。
安排加工一款工件，如何解决好对工件的定位与装夹，是工艺人员与操作人员动刀前首先需要考虑的两大技术问题，加工一款工件，工件的定位与装夹的选择和安排的合理与否，对于产品的加工质量与加工效率以及对操作人员的可操作性，都具有很大的影响。
对于一些规则结构的工件，加工过程中的定位与装夹自然很容易选择，但对于一些不规则复杂结构、铸件及薄壁等工件，要想合理解决好工件的定位与装夹，还是很需要费一番周折、动一番脑筋的，笔者就职于一家航天加工制造企业，在生产一线从事工艺设计与数控编程工作已有近30年的经验，对于不同结构工件的加工，司空见惯，对于解决工件加工定位与装夹积累了相当多的经验，现对怎样解决工件定位与装夹的共性经验总结如下，希望对同行们解决此类问题有所启示与帮助。
2 工件的定位选择好工件的定位的基准，是动刀加工前的关键一环，工件定位基准选择的合理与否，对于确保加工工件的尺寸，有着十分重要的影响。
一般工件，都会有长、宽、高3个方向的尺寸，所以，标注尺寸的基准就会有3个方向的基准，选择定位基准，在通常情况下，会优先选择设计基准作为定位基准，如果设计基准不便作为加工的定位基准，那就应选择其他的点、线或面进行基准的合适转化。
加工的定位基准，通常用得比较多的方式有：相互垂直的相邻垂直角三面定位、两销一面定位。
对于规则形状的工件来说，定位基准很容易选择；而对于不规则形状的工件，工件本体上几乎没有用得着的作为定位用的基准的定位平面或孔，这就要求工艺设计人员，在进行工艺设计时预留出工件加工的定位基准，以方便工件定位，至于怎样预留定位，下文会选择几种典型零件加以说明，在此不再赘述。
第三章 数控加工中工件的定位与装夹
3.2.2 六点定位原理的应用
六点定位原理对于任何形状工件的定位都是 适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的 位置就不能完全确定。 工件定位中可能出现的情况有： （1）完全定位 工件的6个自由度全部被夹具中的定位元件所 限制的定位称为完全定位。
（2）不完全定位 根据工件加工表面的不同加工要求，定位支 承点的数目可以少于6个。因为有些自由度对 加工要求无影响，只要分布与加工要求有关的 支承点就可以用较少的定位元件达到定位的要 求。这种定位称为不完全定位。不完全定位是 允许的。
工件在空间的自由度
工件的六点定位 (a)长方形工件 (b) 盘类工件 (c) 轴类工件
由图可知，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布 置情况会各不相同。
限制工件自由度与加工要求的关系
工件应限制自由度的确定 在机械加工中，一般为了简化夹具的定位元件结构，只要对影响 本工序加工尺寸的自由度加以限制即可。
三点定位
（3）欠定位 按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的 定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠 定位保证不了加工要求。
（4）过定位 工件的同一个或几个自由度被不同的定位元 件重复限制两次以上的定位称为过定位。 过定位有利也有弊，当过定位会导致工件或 定位元件变形时，应严禁采用；但当过定位并 不影响加工精度，反而可以提高加工精度时， 也可以使用，须具体情况具体分析。
精基准的选择原则
1，基准重合原则 直接选择加工表面的设计基准作为定位基准， 称为基准重合原则。采用基准重合原则可以避 免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位 误差（基准不重合误差）。
2，基准统一原则 同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位 基准，称为基准统一原则。这样既可保证各加 工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准 转换而引起的误差，还可以简化夹具的设计与 制造工作。 基准重合和基准统一原则是选择精基准的两 个重要原则，但在生产实际中有时会遇到两者 相互矛盾的情况。此时，若采用统一定位基准 能够保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准 统一原则；若不能保证尺寸精度，则应遵循基 准重合原则，以免使工序尺寸的实际公差值减 小，增加加工难度。
CNC机床加工中的工作夹具设计与优化
CNC机床加工中的工作夹具设计与优化近年来，随着制造业的发展和自动化生产的普及，CNC（计算机数控）机床成为制造企业的重要设备。
而在CNC机床加工过程中，工作夹具的设计与优化对于提高生产效率和产品质量至关重要。
本文将探讨CNC机床加工中的工作夹具设计与优化的方法和要点。
一. 工作夹具的设计原则在CNC机床加工中，工作夹具的设计应遵循以下原则：1. 稳定性：工作夹具应具有足够的刚性和稳定性，能够确保工件在加工过程中不发生位移或振动。
这需要在设计过程中考虑到工件的几何形状、质量和加工力的大小，合理选择夹具的结构和材料。
2. 可靠性：工作夹具的设计应考虑到操作者的安全和操作的可靠性。
夹具的结构应简单可靠，易于操作和调整，能够确保工件的定位和夹持的准确性。
3. 效率：工作夹具的设计应尽可能提高加工效率，减少生产时间和成本。
这需要在设计过程中充分考虑工件的装夹和夹持方式，合理选择夹具的类型和数量。
4. 灵活性：工作夹具的设计应具有一定的灵活性，能够适应不同类型和尺寸的工件加工。
这需要在设计过程中考虑到工件的变化范围，采用可调节和可替换的夹具部件。
二. 工作夹具的设计步骤在进行CNC机床加工中的工作夹具设计时，可以按照以下步骤进行：1. 确定工作夹具的类型：根据工件的形状、材料和加工要求，选择合适的工作夹具类型，如平口夹具、滑板夹具、分度夹具等。
2. 设计夹具的结构：根据工件的加工要求和夹持方式，设计夹具的结构和形状。
在设计过程中，要考虑到夹具的刚性、稳定性和可靠性，避免产生位移或振动。
3. 选择夹具材料：根据工作夹具的要求和加工环境的特点，选择合适的夹具材料，如钢、铝合金、高强度塑料等。
夹具材料应具有足够的强度和刚性，同时要考虑到重量和成本的因素。
4. 设计夹持方式：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹持方式，如机械夹持、真空吸盘、气缸夹持等。
夹持方式应能够确保夹具与工件的接触面积大、夹持力均匀。
5. 进行夹具的工程设计：根据夹具的结构和形状，进行夹具的工程设计，包括零件的选择和计算、工艺的确定和绘制等。
数控加工工艺的主要内容
二节 零件在数控机床的定位与装夹
（3）重要表面原则 为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加 工面为粗基准。
a） 加工与床腿的连接面时以导轨面为粗基准
b）加工导轨面时以连接面为精基准 床身导轨加工粗基准的选择
目的 使毛坯在形状和尺寸上接近 零件成品，提高生产率 为主要表面的精加工(如精 车、精磨)做好准备
全面保证加工质量
主要目标是提高尺寸精度、 减小表面粗糙度。一般不用来 提高位置精度
第一节 数控加工工艺的制定
2．划分加工阶段的意义
（1）保证加工质量 （2）便于及时发现毛坯缺陷 （3）便于安排热处理工序 （4）合理使用设备
第一节 数控加工工艺的制定
四、工序的划分
1．工序划分的原则
（1）工序集中原则——每道工序包括尽可能多的 加工内容，从而使工序的总数减少。
（2）工序分散原则——将工件的加工分散在较多 的工序内进行，每道工序的加工内容很少。
第一节 数控加工工艺的制定
2．工序划分方法
（1）数控车削工序的划分方法 1）按零件加工表面划分。将位置精度要求较高的表
置时再轴向退刀。
第一节 数控加工工艺的制定
（3）镗孔刀退刀方式 这种退刀方式与切槽刀的退刀方式恰好相反。
第一节 数控加工工艺的制定
3．热处理工序的安排
（1）预备热处理 （2）消除残余应力热处理 （3）最终热处理
第一节 数控加工工艺的制定
4．辅助工序的安排
辅助工序主要包括： ➢检验 ➢清洗 ➢去毛刺 ➢去磁 ➢倒棱边 ➢涂防锈油 ➢平衡
第二节 零件在数控机床上的定位与装夹
一、定位基准的选择
数控加工中工件的定位与装夹
数控加工中工件的定位与装夹数控加工是一种相对于传统机械加工而言比较新颖和高效的机加工技术，在实际生产中得到了广泛的应用。
而在数控加工过程中，工件的定位和装夹是非常重要的步骤，它直接关系到加工效率和加工质量。
因此，本文将从数控加工中工件的定位和装夹这一关键步骤进行详细的探讨。
一、数控加工中工件定位的意义工件定位是指将工件放置在数控机床上，然后通过一些固定的方式对其进行固定和定位，以便于进行后续的加工操作。
而工件定位的意义在于：（1）确保加工的精度：在数控加工过程中，如果工件的定位不准确，那么加工出来的产品就会存在偏差和误差，从而影响到加工质量和加工效率。
因此，工件的准确定位是确保加工精度的基础。
（2）提高生产效率：在数控加工过程中，确定好工件的定位方式，能够降低装夹时间和加工准备时间，从而大大提高生产效率。
（3）降低人工误差率：在传统机械加工中，工件定位主要是依靠人工精度进行调整，一旦出现误差，就需要重新调整。
而在数控加工中，由于定位方式精确可靠，因此可以大大减少人工误差率，提高加工的精度和效率。
二、工件定位的方法工件定位的方法有多种，不同的工件和加工要求需要采用不同的方式进行定位。
下面将详细介绍几种常见的工件定位方式。
1、平口定位平口定位又称为口型定位，是一种非常常见的工件定位方式。
平口定位的原理是将工件两侧嵌入同样大小的平口夹具中，使其对称放置，这样可以保证工件的中心轴线与机床的中心轴线一致。
平口夹具通常有三爪和四爪两种，具体选用哪种夹具，需要根据工件的形状和尺寸来确定。
2、钩形定位钩形定位是一种常见的平面工件定位方式，它适用于一些长条形的工件。
具体实现方式是使用一根钩子将工件吊起，然后将其嵌入到夹具中进行固定。
这种方法相较于平口定位更容易进行，可以实现快速固定。
3、锥形定位锥形定位是一种针对孔内定位的方法，主要是针对圆锥形孔的工件进行定位。
使用锥形夹具夹住工件，通过锥形“相配”实现工件的定位。
数控铣床机床夹具操作规程
数控铣床机床夹具操作规程
《数控铣床机床夹具操作规程》
一、操作前准备
1.1. 检查夹具和工件的表面是否干净，无损伤或者划痕。
1.2. 确认夹具固定螺丝和螺母是否松动，需及时紧固。
1.3. 检查夹具的位置、夹持方式和夹紧力是否符合加工要求。
二、操作流程
2.1. 将工件放置在夹具上，并进行定位，确保工件与夹具紧密接触。
2.2. 调整夹具，使工件的加工表面与刀具的加工路线相符。
2.3. 调整夹具的夹紧力，确保工件不会在加工过程中移动或者松动。
三、注意事项
3.1. 操作人员需佩戴好安全防护用具，避免因操作不慎造成伤害。
3.2. 在夹具固定工件时，需保持手部远离夹具和刀具，避免夹伤或者切割伤。
3.3. 定期检查夹具的使用状态，及时更换磨损严重或者损坏的夹具部件。
四、操作结束
4.1. 完成工件的加工后，及时将夹具和工件清理干净，并归位妥善保存。
4.2. 关闭数控铣床机床，卸除夹具，做好机床的清洁和维护工
作。
以上就是《数控铣床机床夹具操作规程》的操作流程和注意事项，操作人员在进行加工任务时务必严格按照规程操作，保证加工过程的安全和顺利进行。
第三章 工件在数控机床上的定位与装夹.
• (2) 定位套
• 一般适用于精基准定位，常与端面联合定位。 • 工件以外圆柱面定位，有时也可用半圆套或锥套 作定位元件。
5.一面两孔定位
• 最常用的就是“一面两孔”定位。 • 一平面和一圆柱销及削边销 • 其它组合定位方式还有以一孔及其端面定 位（齿轮加工中常用），有时还会采用V形 导轨、燕尾导轨等组合成形表面作为定位 基面。
过定位幻 灯片 44
• ①、过定位可能导致的后果 ：
• A、工件无法安装 • B、造成工件或定位元件变形
• ②、消除或减小过定位所引起干涉的方法 ：
• A、改变定位元件的结构，使定位元件重复限 制自由度的部分不起定位作用。 （改进图） • B、合理应用过定位，提高工件定位基准之间 以及定位元件的工作表面之间的位置精度。 （图）
第3章 工件在数控机床上的定位与装夹 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 工件的装夹方法与定位原理 定位方式与定位原件 定位误差 工件的夹紧 数控机床夹具
第3章 工件在数控机床上的定位与装夹 3.1 工件的装夹方法与定位原理
夹具
在机械加工过程中，固定工件，使之占有确定位 置以接受加工或检测的装置称为机床夹具，简称 夹具 。 工件的装夹包含两个方面的内容：
3.精基准的选择原则
自为基 准原则 互为基 准原则 便于装 夹原则
基准重 合原则 基准统 一原则
精基准的 选择原则
4.辅助基准的选择
为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定 位基准。 如中心孔。
第3章 工件在数控机床上的定位与装夹 3.1.2工件的装夹方法
(1) 直接找正安装
用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找 正安装法。此法生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精 度，一般只用于单件小批生产。
机械制造过程中的装夹设计与优化
机械制造过程中的装夹设计与优化一、引言机械制造是现代工业的重要领域之一，而装夹作为机械制造过程中不可或缺的一环，对产品质量和加工效率有着重要影响。
本文将就装夹设计与优化在机械制造中的重要性进行探讨，并提出一些装夹设计与优化的原则和方法。
二、装夹的定义与作用装夹是指将工件固定在机床上以保证其在加工过程中的位置和形状的一种技术手段。
装夹的主要作用如下：1. 确保加工精度：适当的装夹方式可以固定工件，防止其在加工过程中发生移位或变形，从而保证加工精度的达到要求。
2. 提高加工效率：合理的装夹设计能够减少装夹过程中的操作时间和调节时间，提高机床的利用率和加工效率。
3. 保证加工安全：装夹是机械制造过程中非常重要的一环，合理的装夹设计可以确保操作者的安全。
三、装夹设计与优化的原则1. 确定装夹方式：根据工件的形状、材料和加工要求等因素，选择适合的装夹方式。
常见的装夹方式包括夹紧装夹、定位装夹和摩擦装夹等。
2. 确定装夹点：装夹点的选取直接影响到工件在加工过程中的稳定性和加工精度。
在选取装夹点时，要尽量选择工件强度较高的部位，并考虑工件几何形状和加工过程中产生的力，避免装夹点局部应力过大导致工件变形或断裂。
3. 设计合理的夹具结构：夹具是实现装夹的工具，其结构设计直接影响到装夹的稳定性和加工精度。
因此，在夹具的设计中，应考虑夹具的刚度、精度调节性和适应性等因素，使其能够满足加工要求并提高加工效率。
四、装夹设计与优化的方法1. 仿真分析：利用计算机辅助设计软件，对装夹过程进行仿真分析，通过模拟装夹过程中的力学变化和工件变形等情况，寻找最优的装夹方式和装夹参数，从而提高装夹的稳定性和加工精度。
2. 实验验证：通过实验测试，验证装夹设计方案的可行性和有效性。
通过对不同装夹方式和参数的实验比较，找出最优的装夹方式和参数组合，优化装夹设计，提高加工效率和产品质量。
3. 经验总结：根据实际生产经验，总结不同工件形状和加工要求下的装夹方案和经验。
工件在数控机床上的装夹
return
3． 2
3． 2． 1
机床夹具概述
机床夹具的分类
1、按使用机床类型分类 可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（又称钻模）、镗
床夹具（又称镗模）、加工中心夹具和其他机床夹具等。
2、按驱动夹具工作的动力源分类 可分为手动夹ห้องสมุดไป่ตู้、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力 夹具、真空夹具和自夹紧夹具（靠切削力本身夹紧）等
位。当连杆小头孔与端面有较大垂直度误差时，夹紧力FJ将使长销弯曲或使连杆 变形（图3—7b、c)，造成连杆加工误差。若采用图3—7(d)所示方案，将长销改为 短销，就不会产生过定位。 总之，过定位是否采用，必须看它对加工所起的后果来判断过定位是否允许。当 过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位 并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。
（3）测量基准 是测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准
图3—12 工件上已加工表面的测量基准
（4）装配基准 是在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用 的基准。
图3—13 装配基准示例
图3—14是各种基准之间相互关系的实例
图3—14 各种基准之间的关系
3．4．2 定位基准的选择
3.采用夹具装夹
夹具是机床的一种附加装置，它在机床上与刀具间正确的相对位置，于工 件未装夹前已预先调整好，所以在加工一批工件时，工件只需按定位原理在夹 具中准确定位，不必再逐个找正定位，就能保证加工的技术要求。既省事又省 工，在成批和大量生产中广泛使用。
图3—1 直接找正法
图3—1就是在车床四爪卡盘上用百分表找正定位。使本工序加工的内孔，能和已 加工过的外圆保持较高的同轴度。
加工中心生产中零部件装夹的方式及注意事项
加工中心生产中零部件装夹的方式及注意事项在加工中心上加工零件，夹具的任务不仅是夹紧工件，而且还要以各个方向的定位面为参考基准，确定工件编程的零点。
在加工中心上加工的零件一般都比较复杂。
零件在一次装夹中，既要粗铣、粗镗，又要精铣、精镗，需要多种多样的刀具，这就要求夹具既能承受大切削力，又要满足定位精度要求。
而加工中心的自动换刀(ATC)功能又决定了在加工中不能使用支架、位置检测及对刀元件。
加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构紧凑，简单，夹紧动作迅速、准确，尽量减少辅助时间，操作方便、省力、安全，而且要保证足够的刚性，还要能灵活多变。
在加工中心机床上，要想合理应用好夹具，首先要对加工中心的加工特点有比较深刻的理解和掌握，同时还要考虑如下因素：工零件的精度；批量大小；制造周期和制造成本等综合因素。
根据加工中心机床特点和待加工零件精度要求，目前常用的夹具结构类型有专用夹具、组合夹具、可调整夹具和成组夹具。
在选择时要综合考虑各种因素，选择最经济、最合理的夹具形式。
现就各种夹具的优缺点和注意事项作如下分析：第一种：专用夹具：专用夹具是根据某一零件的结构特点专门设计的夹具，具有结构合理，刚性强，装夹稳定可靠，操作方便，提高安装精度及装夹速度等优点。
选用这种夹具，一批工件加工后尺寸比较稳定，互换性也较好，可大大提高生产率。
但是，专用夹具所固有的只能为一种零件的加工所专用的狭隘性，与产品品种不断变型更新的形势不相适应，特别是专用夹具的设计和制造周期长，花费的劳动量较大，加工简单零件显然不太经济。
第二种：组合夹具组合夹具是由一套结构已经标准化，尺寸已经规格化的通用组合元件构成。
可以按工件的加工需要组成各种功用的夹具。
组合夹具有槽系组合夹具和孔系组合夹具。
组合夹具的基本特点是满足三化：标准化、系列化、通用化，具有组合性，可调性，模拟性，柔性，应急性和经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、成本低等要求，比较适合加工中心应用。
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35
夹具的组成与作用
夹具 的组成
定位装置
夹紧装置
夹具体
其它装置 或元件
作用是使工件在夹具中占据正确的位置
作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加 工过程中受到外力作用时不离开已经占 据的正确位置
将夹具上的所有组成部分，联接成为一个 整体的基础件
包含对刀元件、导向元件、分度装置、连 接元件等
基准统一原则
采用同一组基准定位加工零件上尽可能多 的表面，可使夹具统一。
自为基准原则
选择加工表面本身作为定位基准，避免 夹具的制造误差和安装误差对工件的影 响。
互为基准原则
工件上两个相互位置要求很高的表面加工 时，互相作为基准，反复加工，可获得较 高精度。
基准选择不可完全符合上述原则，应根据具
体情况具体分析，选择最有利的表面作基准。
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6
讲授新课
一、工件的定位与安装
工件安装 的内容
定位 夹紧
使工件相对于机床及刀具处于正确的 位置
工件定位后，将工件紧固，使工件在 加工过程中不发生位置变化
安装的 方法
找正安装 专用夹具安装
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二、夹具的组成与作用
组成
定位元件、夹紧装置、连接元件、对刀或 导向元件、其他装置、夹具体。
作用
★注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。
此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精
基准。
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六、数控车床的装夹
数控车床夹具的定义和分类
定义 分类
在数控车床上用于装夹工件的装置
分为通用夹具和专用夹具两大类
优先选用通用夹具
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通用夹具的选用
三爪卡盘：用于回转工 件的自动装卡
零件在数控 机床上的定
位与装夹
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导入新课
观察下列图形，说出它们是如何装夹工件的？
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3
虎钳：常用于装夹定位表 面是平面的工件，属于铣 床类机床夹具。
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4
筒夹卡盘
立式中空卡盘
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5
扇形面三爪
三爪中实气动卡盘
中空卡盘：顾名思义，就是卡盘的中间为通孔，相搭配的油压缸也是中空的，那么棒料可以从卡盘前端一直穿 到机床尾部，也可用送料机从机床后部，也就是油压缸这端送料，直到卡盘。 那么中实的卡盘就不行，因为拉 缸都为实心的，这样的卡盘大多加工盘类的工件
可以使作为粗基准的表面加工时余量均匀
选择平整、光洁、面积大、无飞边毛刺和浇 冒口的表面以便定位准确、夹紧可靠
作为粗基准的表面粗糙且不规则，多次使 用无法保证各加工表面的位置精度
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粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗 基准。 ◆余量均匀分配原则——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
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四、 数控夹具应满足的基本要求
➢ (1)高适应性 ➢ (2)高精度 ➢ (3)可以快速装夹工件 ➢ (4)具有良好的敞开性 ➢ (5)本身的机动性要好 ➢ (6)坐标关系明确、数据简单,便于坐标的转换计算 ➢ (7)部分数控机床夹具应为刀具的对刀提供明确的对刀点 ➢ (8)排屑通畅,清除切屑方便
四爪单动卡盘：用于非回 转体或偏心件的装卡
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课堂讨论
数控车床的装夹找正
➢ 打表找正。通过调整卡爪，使得工件坐标系 的Z轴与数控车床的主轴回转中心轴线重合。
➢ 单件的偏心工件。 ➢ 使用三爪自动定心卡盘装夹较长的工件。 ➢ 三爪自动定心卡盘的精度不高。
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七、数控铣床的装夹
齿轮 加工 机床 夹具
其它 机床 夹具
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(a) 槽系组合夹具
1－基础件 2－支承件 3－定位件 4－导向件 5－夹紧件 6－紧固件 7－其它件 8－合件
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(b) 孔系组合夹具
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实 例 一
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实 例 二
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实 例 三
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五、定位基准的选择
粗基准：在初始加工时，以毛坯表面定 位的基准。
精基准：已加工过的表面作为基准。
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粗基准的选择原则
应保证加工精度和工件安装方便可靠。
选择非加工表面 选择加工余量
和公差最小的表面
便于装夹原则
不重复使用原则
可使工件上的加工表面与非加工表面之间的 相对位置误差最小
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通用夹具的选用
平口钳分固定侧与活动侧，固定侧与底 面作为定位面，活动侧用于夹紧。
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通用夹具的选用
正弦平口钳，通过钳身上的孔及滑槽来 改变角度，可用于斜面零件的装夹
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通用夹具的选用
平口钳扶可风书选屋 附件
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通用夹具的选用
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三维组合夹具
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组合夹具是指按一 定的工艺要求，由一套 预先制造好的通用标准 元件和部件组合而成的 夹具。这种夹具使用完 以后，可进行拆卸或重 新组装夹具，具有缩短 生产周期，减少专用夹 具的品种和数量的优点。 适用于新产品的试制及 多品种、小批量的生产。
作用：保证加工精度，提高生产率，扩大 机床工艺范围，减轻工人劳动强度。
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1）定位元件，如图的定位销2； 2）夹紧装置，如图的螺母4、开口垫圈3； 3）夹具体6；
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三、机 床 夹 具 的 分 类
机床夹具
通用夹具
专用夹具
成组夹具
组合夹具
车 床 夹 具
钻
铣
镗
床
床
床
夹
夹
夹
具
具
具
磨 床 夹 具
a）
b）
图5-2扶粗风书基屋准选择比较
c）
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粗基准的选择
工序1
工序1
工序2
工序2
图5-3 床身粗基准选择比较
重要表面原则
为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加
工面为粗基准。
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精基准的选择原则
应保证加工精度和工件安装方便可靠。
基准重合原则
选用设计基准作为定位基准，避免因 基准不重合带来的误差。
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精基准的选择
➢ 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准； 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个
距离较远的销孔）作统一基准；
3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统 一基准；
4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。
➢ 采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。
作用
作用：保证加工精度，提高生产率，扩大 机床工艺范围，减轻工人劳动强度。
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以平面 定位