【正文】 （3）組合夾具組合夾具是在機(jī)床夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，由一整套預(yù)先制造好的，具有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件，按照組合化的原理，針對(duì)工件的加工要求組裝成各種專(zhuān)用夾具。組合夾具的應(yīng)用范圍十分廣泛。用組合夾具元件可以組裝成各類(lèi)機(jī)床夾具。組合夾具具有以下特點(diǎn)：組合夾具元件可供多次使用，但其一旦組裝成某個(gè)夾具后，該夾具結(jié)構(gòu)仍屬專(zhuān)用性，只能一次使用。和專(zhuān)用夾具不一樣，組合夾具的最終精度，是靠各組成元件的精度，直接組合來(lái)保證的，不允許進(jìn)行任何補(bǔ)充加工，否則無(wú)法保證元件的互換性。一般組合夾具的外形尺寸較大，不及專(zhuān)用夾具那樣緊湊。圖23 組合夾具（4）拼裝夾具 拼裝夾具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的夾具元件，直接按專(zhuān)用夾具的裝配方法（銷(xiāo)釘定位、螺栓緊固）裝配成的專(zhuān)用夾具。圖24 拼接夾具（5）通用可調(diào)夾具 通用可調(diào)夾具是指根據(jù)不同尺寸或種類(lèi)的工件，調(diào)整或更換個(gè)別定位元件或夾緊元件而形成的專(zhuān)用夾具。圖25 通用夾具（6）成組夾具成組夾具是指專(zhuān)為加工成組工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的可調(diào)夾具。通用可調(diào)夾具和成組夾具都是一種比較先進(jìn)的、繼承性好的新型夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具的區(qū)別在于：前者的加工對(duì)象不很確定，其更換調(diào)整部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往具有較大的適應(yīng)性，通用范圍大；而成組夾具則是為成組加工工藝中一組零件而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，加工對(duì)象十分明確，可調(diào)范圍也只限于本組內(nèi)的零件，因此后者亦稱(chēng)為專(zhuān)用可調(diào)夾具。（2）夾緊裝置它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過(guò)程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減小振動(dòng)。（3）對(duì)刀—引導(dǎo)裝置它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。（5）夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。如箱體、床身、機(jī)座、支架等類(lèi)零件的加工中，較多采用了平面定位。A主要支承：它主要用來(lái)限制工件的自由度，起定位作用。當(dāng)工件以粗糙不平的粗基準(zhǔn)定位時(shí)，采用球頭支承釘。當(dāng)工件以加工過(guò)的平面定位時(shí)，可采用平頭支承釘或支承板。支承釘與夾具體孔的配合采用H7/ r6或H7/n6,當(dāng)支承需要經(jīng)常更換時(shí)，應(yīng)加襯套?？烧{(diào)支承，是指支承釘?shù)母叨瓤梢哉{(diào)節(jié)?？烧{(diào)支承主要用于工件以粗基準(zhǔn)面定位、或者定位基面的形狀復(fù)雜（如成型面、臺(tái)階面等），以及各批毛坯的尺寸、形狀變化較大時(shí)的情況。在同一批工件加工中，它的作用同固定支承相同。接觸點(diǎn)數(shù)的增加，提高了工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，但其作用仍相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制工件一個(gè)自由度。輔助支承的工作特點(diǎn)是：待工件定位夾緊后，再調(diào)整支承釘?shù)母叨?，使其與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊。另外，輔助支承還可以起預(yù)定位的作用。工件以圓孔定位：工件以圓孔表面作為定位基面時(shí)，常用以下定位元件：圓柱銷(xiāo)（定位銷(xiāo)）當(dāng)工件孔徑較小時(shí)（D=310mm），為增加定位銷(xiāo)剛度，避免銷(xiāo)子因受撞擊而折斷，或熱處理時(shí)淬裂，通常把根部倒成圓角。大批大量生產(chǎn)時(shí)，可以采用帶襯套的結(jié)構(gòu)形式。定位銷(xiāo)的工作部分直徑可按ggff7制造，定位銷(xiāo)和夾具體的配合可用H7/rH7/n6，襯套與夾具體選用過(guò)渡配合H7/n6，其內(nèi)徑和定位銷(xiāo)為間隙配合H7/hH7/h5。為了減少因配合間隙而造成的工件的傾斜，工件常以孔和端面聯(lián)合定位，因而要求工件定位孔和端面有較高的垂直度，最好能在一次裝夾中加工出來(lái)。當(dāng)工件內(nèi)孔和端面垂直度誤差很大時(shí)，因采用球面墊圈。4） 圓錐心軸（小錐度心軸）這種定位方式的定心精度較高，不用另設(shè)夾緊裝置，但工件的軸向定位誤差較大，傳遞的扭矩較小，適用于工件定位孔不低于IT7的精車(chē)和磨削加工，不能加工端面。固定式V形塊在夾具體上的裝配，一般用兩個(gè)定位銷(xiāo)和24個(gè)螺釘連接，活動(dòng)式V形塊除限制工件一個(gè)移動(dòng)自由度外，還兼有夾緊作用。V形塊定位的另一個(gè)特點(diǎn)是無(wú)論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過(guò)加工，是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。定位套 它用來(lái)限制沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定位。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，但定心精度不高，一般適用于精基準(zhǔn)定位。定位基面的精度不低于IT8IT9，半圓的最小內(nèi)徑取工件定位基面的最大直徑。動(dòng)力源是產(chǎn)生原始作用力的部分，如用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱(chēng)為手動(dòng)夾緊；若采用氣動(dòng)，液動(dòng)，電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來(lái)代替人力進(jìn)行夾緊，則稱(chēng)為機(jī)動(dòng)夾緊。中間傳遞力機(jī)構(gòu)把來(lái)自人力或者動(dòng)力裝置的力傳給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件受壓面接觸，最終完成夾緊任務(wù)。夾具中常用的夾緊機(jī)構(gòu)有斜碶夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)以及聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等。（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：利用螺桿直接夾緊工件，或者與其他元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，是應(yīng)用較廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)，由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，夾緊可靠，擴(kuò)力比較大和夾緊行程不受限制等特點(diǎn)，所以在手動(dòng)夾緊裝置中被廣泛使用，在夾具中除采用螺桿直接夾緊工件外，經(jīng)常采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。（4）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)：因鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)力比較大，適用于多點(diǎn)或多件夾緊，在氣動(dòng)或者液動(dòng)夾具中廣泛應(yīng)用。（6）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)：工件裝夾所使用的夾具，有的需要同時(shí)有幾個(gè)點(diǎn)對(duì)工作的工件進(jìn)行夾緊，而有的則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件，為了提高效率，減少裝夾時(shí)間，可采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)177。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為177。5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2~5μm。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線(xiàn)切割機(jī)床夾具的安裝與校正。3） 模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶(hù)提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。4） 通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。專(zhuān)家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。第三章 刀具及切削用量(1) 刀具和工件間要有形成零件結(jié)構(gòu)要素所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 (2)刀具材料的性能能夠滿(mǎn)足切削加工的需要。因此，刀具材料必須具有適應(yīng)強(qiáng)迫切除多余材料這一特定過(guò)程的性能，例如足夠的強(qiáng)度和剛度、高溫下的耐磨性等。零件多余材料被刀具從工件上切除的本質(zhì)，仍然是材料受力變形直至斷裂破壞，只是完成這個(gè)過(guò)程的時(shí)間很短，材料變形破壞的速度很快。表面成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng) 一、表面成形運(yùn)動(dòng):形成發(fā)生線(xiàn)的運(yùn)動(dòng).按組成情況不同,可分為:簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)和復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)：是刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是配合主運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對(duì)運(yùn)動(dòng)。二、輔助運(yùn)動(dòng):實(shí)現(xiàn)機(jī)床的各種輔助動(dòng)作,為表面成形創(chuàng)造條件。圖31 切削原理 待加工表面：即將被切去金屬層的表面過(guò)渡表面：切削刃正在切削著的表面 已加工表面：已經(jīng)切去一部分金屬形成的新表面 數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類(lèi)。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測(cè)量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線(xiàn)外預(yù)調(diào)。（１）從結(jié)構(gòu)上可分為①整體式②鑲嵌式　可分為焊接式和機(jī)夾式。（２）從制造所采用的材料上可分為①高速鋼刀具　高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。②硬質(zhì)合金刀具　硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車(chē)削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分為三大類(lèi)：P類(lèi)，M類(lèi)，K類(lèi)。數(shù)控車(chē)床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。數(shù)控車(chē)床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類(lèi)型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。常規(guī)車(chē)削刀具為長(zhǎng)條形方刀體或圓柱刀桿。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。在模塊化車(chē)削工具系統(tǒng)中，刀盤(pán)的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統(tǒng)”。數(shù)控車(chē)床使用的刀具從切削方式上分為三類(lèi)：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類(lèi)刀具。鉆削刀具可用于數(shù)控車(chē)床、車(chē)削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接（圓錐或圓柱聯(lián)接）等多種。鏜刀從結(jié)構(gòu)上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類(lèi)。④銑削刀具　分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。●模具銑刀模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強(qiáng)力彈簧夾頭刀柄、可逆式（自動(dòng)反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復(fù)合刀具和接桿類(lèi)等。●刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。●刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配?！竦侗蚬ぞ呦到y(tǒng)的裝機(jī)重量有限度?！竦镀?、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。1．影響數(shù)控刀具選擇的因素在選擇刀具的類(lèi)型和規(guī)格時(shí)，主要考慮以下因素的影響：（1）生產(chǎn)性質(zhì)在這里生產(chǎn)性質(zhì)指的是零件的批量大小，主要從加工成本上考慮對(duì)刀具選擇的影響。（2）機(jī)床類(lèi)型完成該工序所用的數(shù)控機(jī)床對(duì)選擇的刀具類(lèi)型（鉆、車(chē)刀或銑刀）的影響。（3）數(shù)控加工方案不同的數(shù)控加工方案可以采用不同類(lèi)型的刀具。（4）工件的尺寸及外形工件的尺寸及外形也影響刀具類(lèi)型和規(guī)格的選擇，例如特型表面要采用特殊的刀具來(lái)加工。（6）加工精度加工精度影響精加工刀具的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形狀，例如孔的最后加工依據(jù)孔的精度可用鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀或鏜刀來(lái)加工。2．?dāng)?shù)控刀具的性能要求由于數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件裝夾次數(shù)少的特點(diǎn)，對(duì)所使用的數(shù)控刀具提出了更高的要求。選擇數(shù)控刀具時(shí)，首先要應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)才可選用各種高效率的復(fù)合刀具及特殊的專(zhuān)用刀具。在選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾方面的問(wèn)題：（1）數(shù)控刀具的類(lèi)型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)能夠滿(mǎn)足加工要求，刀具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給量，刀具應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。（3）精度高。（4）可靠性高。（5）耐用度高。（6）斷屑及排屑性能好。3．刀具的選擇方法刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量。這就要求刀具的結(jié)構(gòu)合理、幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。應(yīng)考慮以下方面：（1）根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。（2）根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時(shí)選用精加工淘汰下來(lái)的刀具，因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量，但對(duì)粗加工的影響較小。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長(zhǎng)徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過(guò)中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用于曲面的精加工。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。必須選用適合機(jī)床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便數(shù)控加工用刀具能夠迅速、準(zhǔn)確地安裝到機(jī)床主軸上或返回刀庫(kù)。3．4切削用量的選擇數(shù)控車(chē)削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉(zhuǎn)速n或切削速度vc（用于恒線(xiàn)速度切削）、進(jìn)給速度vf或進(jìn)給量f。（1）切削用量的選用原則粗車(chē)時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑。選擇精車(chē)的切削用量時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。（2）切削用量的選取方法①背吃刀量的選擇也可分多次走刀。在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀量可達(dá)8～10mm；～5mm；～。精加工時(shí)，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。③切削速度的確定實(shí)際加工過(guò)程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來(lái)選取。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時(shí)，宜選用較高的切削速度。n=l000vc/πD第四章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)1. 生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程。工藝過(guò)程是生產(chǎn)過(guò)程中的主要部分，其余的勞動(dòng)過(guò)程則為生產(chǎn)過(guò)程的輔助過(guò)程。在數(shù)控加工的零件圖上，應(yīng)該以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分。因此在分析零件圖時(shí)，要充分分析幾何元素的給定條