【文章內(nèi)容簡介】 對于刀具和機床占有正確的加工位置（即工件的定位）并把工件壓緊夾牢，以保 證這個確定了的位置在加工過程中穩(wěn)定不變（即工件的夾緊）著就是工件在上的 正確安裝。 在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)中，數(shù)控機床的應用已愈來愈廣泛。數(shù)控機床加工時，刀 具或工作臺的運 動是由程序控制，按一定坐標位置進行的。 數(shù)控機床夾具設計時應注意以下幾點： 1． 數(shù)控機床夾具上應設置原點 (對刀點 )。 2． 數(shù)控機床夾 具無需設置刀具導向裝置。這是因為數(shù)控機床加工時，機床、夾 具、刀具和工件始終保持嚴格的坐標關(guān)系，刀具與工件間無需導向元件來確定位置。 16 3． 數(shù)控機床上常需在幾個方向上對工件進行加工，因此數(shù)控機床夾具應是敞開式的。 4． 數(shù)控機床上應盡量選用可調(diào)夾具、拼裝夾具和組合夾具。因為數(shù)控機床上加 工的工件，常是單件小批生產(chǎn)，必須采用柔性好、準備時間短的夾具。 5． 數(shù)控機床夾具的夾緊應牢固可靠、操作方便。夾緊元件的位置應固定不變， 6． 防止在自動加工過程中，元件與刀具相碰。 數(shù)控夾具是指夾具按數(shù)控程序使 工件進行定位和夾緊 功能的夾具。工件一般采用一面兩孔定位，夾具上兩個 定位銷距離的調(diào)節(jié)。以及定位銷插入和退出定位孔的動作，均可按程序?qū)崿F(xiàn)自動 調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)距離的方式有按直角坐標平移方式、按極坐標回轉(zhuǎn)方式和復合式三種。 該零件加工工序多，精度要求較高，但形狀較為復雜。在加工中心上若用夾具加 工，工件可采用一面兩孔的定位方案，先將工件的底平面及其上兩孔進行粗、精 加工，再在加工中心上完成其他表面的加工。 機床夾具的分類 ： 機床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型： 1）通用夾具 通用夾具具有一定的通用性。 2）專 用夾具 專用夾具是針對某一種工件的某一個工序而專門設計的。 3）通用可調(diào)整夾具和成組夾具 通用可調(diào)整夾具和成組夾具的特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。 4）組合夾具 組合夾具是由一套完全標準化的元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝而成的夾具。 5）隨行夾具 隨行夾是一種在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。 17 機床夾具的功用 1）保證加工質(zhì)量 機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。 2）提高生產(chǎn)率，降低成 本 使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時間，且易于實現(xiàn)多件、多工位加工。 3）擴大機床工藝范圍 在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床工藝范圍。 4）減輕工人勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 1， 設計的準備： 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證質(zhì)量，精度，需要設計專用夾具。 2，總體設計 工件在夾具上的定位 ： 定位 的方式 （ 1） 直接找正 定位 —— 生產(chǎn)率低，精度→工人技術(shù) —— 單件小批或位置要求高 定位基準 —— 所找正的表面 （ 2） 劃線找正 定位 —— 精度低 —— 單件小批，復雜件，毛坯精度低 定位基準 —— 所劃的線 （ 3）夾具定位 —— 生產(chǎn)率高，定位精度高，成批及大量生產(chǎn) 2．工件的定位原理 （ 1）六點定則 —— 用空間合理布置的六個支承點限制工件的六個自由度 誤解： ① 工件被夾緊，就定位了 —— 并沒有保證一批工件的一致位置。 ② 工件定位后，反方向可移動 —— 定位面與定位點應保持接觸 （ 2）限制工件自由度與加工要求的關(guān)系 ① 完全定位 —— 六個自由度全部限制 ② 不完全定位 —— 限制的自由度＜ 6 ③ 欠定位 —— 該限的自由度沒有限 —— 絕不允許 ④ 過定位 —— 重復限制一自由度 —— 一般不允許 18 正確處理： 危害 —— 定位不穩(wěn)，安裝困難，工件或夾具變形 措施 —— 去除過定位，修改結(jié)構(gòu) 特殊 —— 可用過定位 — 提高定位穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)剛度，簡化夾具 前提 —— 提高工件定位面、夾具定位面的相互位置精度 ★注意：理論上要限制的自由度 —— 按加工要求確定 —— 不欠定位 實際上所限制的自由度 —— 多于理論要求的 —— 不過定位 為承受切削力、簡化夾具結(jié)構(gòu) 3， 定位元件 —— 基本要求： ① 足夠的精度 ② 足夠的硬度和耐磨性 ③ 足夠的強度和剛度 ④ 工藝性好 4， 常用定位方法與定位元件 ： （一）工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位。夾具上常用的支承元件有以下幾種： 1)主要支承 —— 限制自由度 ① 固定支承 —— 支承釘 —— 球頭 —— 毛坯面 齒紋 —— 側(cè)面 平頭 —— 已加工面 支承板 —— 光 —— 側(cè)面、頂面 斜槽 —— 底面 非標支承板 —— 如圓環(huán) ② 可調(diào)支承 —— 一批工件調(diào)一次 —— 限制自由度 ③ 自位支承（浮動支承） —— 只定 1點 2）輔助支承 —— 一個工件調(diào)一次 —— 不限制自由度 —— 提高剛度 （ 2）孔定位 1）圓柱銷（定位銷） —— 短銷 —— 定 2 點 長銷 —— 定 4 點 2）圓柱心軸 —— 間隙配合心軸 —— 定心精度低 —— 和端面聯(lián)合定位 過盈配合心軸 —— 定心準確、裝卸不便 —— 精加工 花鍵心軸 —— 花鍵孔定位 3）圓錐銷 —— 定 3點 4）圓錐心軸（小錐度心軸） —— 定 5點 （ 3）外圓定位 1） V形塊 —— 短 —— 定 2 點 基準是檢驗心軸的中心 19 長 —— 定 4點 ①對中性好 活動 —— 定 1 點 ②非整圓表面定位 2）定位套 —— 定心精度低，已加工面定位 3）半圓套 —— 大軸件、不便軸向裝夾的零件 4）圓錐套 —— 反頂尖 （ 4）組合表面定位（一面兩孔） —— 支承板 —— x? 、 y? 、 z? 菱短圓柱銷 —— x? 、 y? 短削邊銷 —— z? 安裝 —— 削邊方向垂直于兩銷連線 本專用夾具設計中的 定位 方式為具 以大平面 A 和內(nèi)孔Φ 68，Φ 定位，“一 面兩銷”法，限制六個自由度 定位元件為定位銷。 5， 定位誤差的計算 ： 定位誤差：是由于工件在夾具上定位不準確所引起的加工誤差，在采用調(diào)整法加工時，工件的定位誤差 實質(zhì)上就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。 （一）用幾何方法計算定位誤差 采用幾何方法計算定位誤差通常要畫出工件的定位簡圖，并在圖中夸張地畫出工件變動的極限位置，然后運用三角幾何知識，求出工序基準在工序尺寸方向上的最大變動量，即為定位誤差。 （二）用微分方法計算定位誤差 : 22222 GZATD ???????????? ≤ T ① 工件在夾具上定位不一致 —— 定位誤差△ D。 20 ② 刀具與對刀導向元件的位置不準確 —— 對刀誤差△ T。 ③ 夾具在機床安裝不準確 —— 安裝誤差△ T。 ④ 定位元件、對刀導向元件及安裝基面三者位置不準確 —— 制造誤差△ Z ⑤ 加工方法誤差△ G △ D ≤ T31 （ 1）產(chǎn)生定位誤差的原因 1）基準不重合誤差 ?B—— 工序基準與定位基準不重合，工序基準相對于定位 基 準在加工尺寸方向上的最大變動范圍，△ B 2）基準位移誤差 ?Y—— 定位副制造誤差，定位基準相對于刀具在加工 尺寸方向上的最大變動范圍，△ Y （ 2）定位誤差的計算方法（合成法） ① △ Y≠ 0、△ B=0時，則△ D=△ Y ② △ B≠ 0、△ Y=0時，則△ D=△ B ③ △ Y≠ 0、△ B≠ 0 時，判斷相關(guān)性： 若工序基準不在定位基面上，△ B與△ Y不相關(guān)，則 BYD ????? ④ 若工序基準在定位基面上，△ B與△ Y相關(guān)，判斷方向性： ⑤ 若工序基準和定位接觸點在定位基準的異側(cè)，方向相同， BYD ????? 若工序基準和定位接觸點在定位基準的同側(cè)，方向相反， BYD ????? 21 (3)各種定位方法的基準位移誤差 ① 平面定位 一般△ Y=0 ② 孔銷定位 單方向位移， 2 0dDY ?? ??? 任意方向位移，△ Y = X max = min0max dD ? ③ V 形塊定位 水平方向，△ Y =0 垂直方向，△ Y =2sin2??d (1)提高夾具的精度 —— 提高定位元件、對刀元件及配合表面 與機床連接表面的制造精度，提高精度、安裝精度 調(diào)整夾具，刀具與夾具位置，提高對刀精度 (2)減少定位誤差 —— 基準重合，誤差 小的定位方式（如定心夾緊裝置等） 提高定位面與定位件加工精度，減少間隙，減少基準位移誤差