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夹具和装夹方式的选择
) {) h ^. F; ?1 r3 b9 H5 { 在数控机床上加工零件时，为保证工件的加工精度和加工质量，必须使工件位于机床上的正确位置，也就是通常所说的“定位”，然后将它固定也就是通常所说的“夹紧”。工件在机床上定位与夹紧的过程称为工件的装夹过程。 , N5 t" D \9 b. ?1 b
% q# M( F/ Q: m* y9 h1 Y% S1．工件的定位原理1 W# M6 z! R, i
（1）六点定位原理) @1 U9 Y$ Z' M4 H- ^+ w- C
3 D9 _4 S3 a3 `7 v5 Y% C+ U. T工件在空间有六个自由度，即沿X、Y、Z三个坐标方向的移动自由度和绕X、Y、Z三个移动轴的旋转自由度A、B、C，如下图所示。
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要确定工件在空间的位置，需要按一定的要求安排六个支撑点也就是通常所说的定位元件，以限制加工工件的自由度，这就是工件定位的“六点定位原理”。需要指出的是，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况也各不相同。 $ h- C5 O( H3 K% ~/ W s3 G: ^
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8 ]! g. D$ x$ n3 l图 数控机床的坐标轴
6 j4 p$ n7 e4 C% q9 y（2）限制自由度与工件加工要求的关系
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% Z) v- E2 m6 Y2 E# S' J# v, M根据工件加工表面的不同加工要求，有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，对加工要求有影响的自由度必须限制，而不影响加工要求的自由度不必限制。 9 A/ m2 E1 O5 x! W- N) @4 ` N' U
# ]/ k; d8 T+ k1 t% K2 G0 _（3）完全定位与不完全定位
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4 W7 Z) U0 T8 d+ C; q工件的六个自由度都被限制的定位成为完全定位，工件被限制的自由度少于六个，但不影响加工要求的定位，成为不完全定位，完全定位和不完全定位是实际加工中工件最常用的定位方式。 ( f2 f: f! L: C z9 v# n
+ s k$ T; d5 U1 K3 I8 @% M（4）工件安装的基本原则
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在数控机床上工件安装的原则与普通机床相同，也要合理地选择定位基准和夹紧方案。为了提高数控机床的效率，在确定定位基准与夹紧方案时应注意以下几点：
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* q4 o& h) m% r5 b2 t4 ?① 力求设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一。 9 Y8 ^+ D C2 W4 J& P0 L+ r
4 w- _9 |% d; C② 尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位和装夹后就能加工出全部待加工表面。
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* F, W: Z( [1 R% V' D③ 避免采用占机调整式方案，以充分发挥数控机床的效能。
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: j$ P9 z: J5 V! c1 c2．工件的夹紧' V2 h& |5 P3 p: S
金属切削加工过程中，为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动，必须将工件夹紧。这种保证加工精度和安全生产的装置称为夹紧装置。
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i+ _4 f+ b1 V6 ?（1）对夹紧的基本要求
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① 工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置。 + g2 y+ J( C, \1 ^; |) P4 x
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② 夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中的位置不能发生任何变动，又要使工件不产生大的夹紧变形；同时也要使得加工振动现象尽可能小。 + \ w' W* {6 N. C! q4 D9 O) [
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③ 操作方便、省力、安全。
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1 H6 g3 r- X- |0 r* M④ 夹紧装置的自动化程度及复杂程度，应与工件的批量大小相适应。
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（2）夹紧力方向和夹紧点的确定
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① 夹紧力应尽可能朝向主要定位基准，这样可以保证夹紧工件时不破坏工件的定位，影响工件的加工精度要求。
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② 夹紧力方向应有利于减少夹紧力，要求能够在最小的夹紧力作用下，完成零件的加工过程。 * G$ k9 e" [$ \& G( R0 l, w% E8 ^
" \1 M- G# O; H' f' C5 c③ 夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的方向和方位上，这一原则对刚性较差的零件特别重要，可以保证零件的夹紧变形量最小。 ; M; @" e" k2 ]$ T8 u6 ?5 _
. Y: L1 s! S5 U$ Z④ 夹紧力作用点应尽量靠近零件的加工表面，保证主要夹紧力的作用点与加工表面之间的距离最短，可有效提高零件装夹的刚性，减少加工过程中的振动。 % r8 _2 y9 ]# Z0 ^3 P
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⑤ 夹紧力的作用方向应在定位支撑的有效范围内，不破坏零件的定位要求。
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1 X9 r& N% n! N: Z5 [3．夹具的选择8 s4 s4 v, ^" ~+ ?+ [! y
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求，一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能保证零件与机床坐标系之间的准确尺寸关系。依据零件毛料的状态和数控机床的安装要求，应选取能保证加工质量、满足加工需要的夹具。除此之外，还要考虑以下几点：* l5 \& _+ z6 b5 ~$ {
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（1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间，节省生产费用。在成批生产时可以考虑采用专用夹具，同时要求夹具的结构简单。
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（2）装夹零件要方便可靠，避免采用占机人工调整的装夹方式，以缩短辅助时间，尽量采用液压、气动或多工位夹具，以提高生产效率。
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5 I& r. ^8 k- l0 i, B（3）在数控机床上使用的夹具，要能够安装准确，能保证工件和机床坐标系的相对位置和尺寸，力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。
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/ U0 V5 t; b+ u J8 E* g5 l（4）尽量减少装夹次数，做到一次装夹后完成全部零件表面的加工或大多数表面的加工，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，达到充分提高数控机床效率的目的。 |
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发表于 2009-3-28 09:08:49