零件定位装夹和工艺
一、实训目的及要求：
1、定位与夹紧方案的确定
3、熟练使用铣削加工常用夹具（如压板、虎钳、平口钳等）并能掌握正方法。 4、能够选择定位基准，并正零件能选择和使用组合夹具和专用夹具
二、预习要求
1、常用夹具的使用方法
2、定位与夹紧的原理和方法
3、零件正的方法
4、数控铣床组合夹具和专用夹具的使用、调整方法
5、专用夹具的使用方法
定位与夹紧方案的确定
工件的定位基准与夹紧方案的确定，应遵循定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还应该注意下列三点： （1）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。
（2）设法减少装夹次数，尽可能做到一次定位装夹后能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。
（气象风向标3）避免采用占机人工调整式方案，以免占机时间太多，影响加工效率。
1．对工件装夹的基本要求
(1)工件的装夹基准面应清洁无毛刺，经过热处理的工件，在穿丝孔或凹模类工件扩孔的台阶处要清理热处理液的渣物及氧化膜表面。
(2)夹具精度要高。加工工件至少用两个侧面固定在夹具或工作台上。
(3)装夹工件的位置要有利于工件的正，并能满足加工行程的需要
(4)装夹工件的作用力要均匀，不得使工件变形或翘起。
(5)批量零件加工时，最好采用专用夹具，以提高效率。
(6)细小、精密、壁薄的工件应固定在辅助工作台或不易变形的辅助夹具上。
3．工件位置的校正方法
(1)拉表法。利用磁力表架将百分表固定在丝架或其他固定位置上，百分表头与工件基面接触，往复移动床鞍，按百分表指示数值调整工件。校正应在三个方向上进行。
(2)划线法。工件待切割图形与定位基准相互位置要求不高时，可采用划线法。固定在丝架上的一个带有顶丝的零件将划针固定，划针尖指向工件图形的基准线或基准面，移动纵(或横)向床鞍，据目测调整工件进行正。该方法也可以在粗糙度较差的基面校正时使用。
实木花盆 (3)固定基面靠定法。利用通用或专用夹具纵、横方向加工中摇臂钻床心的基准面，经过一次校正后，保证基准面与相应坐标方向一致。于是具有相同加工基准面的工件可以直接
靠定，就保证了工件的正确加工位置。
对数控机床夹具的基本要求
1gammaproteobacteria．高精度
数控机床精度很高，一般用于高精度加工。对数控机床夹具也提出较高的定位安装精度要求和转位、对定精度要求。
2．快速装夹工件
为适应高效、自动化加工的需要，数控机床夹具结构应适应快速装夹的需要，以尽量减少工件装夹辅助时间，提高机床切削运转利用率。
为适应快速装夹的需要，夹具常采用液动、气动等快速反应夹紧动力。对切削时间较长的工件夹紧，在夹具液压夹紧系统中附加储能器，以补偿内泄漏，防止可能造成的松夹现象。若对自锁性要求较严格，则多采用快速螺旋夹紧机构，并利用高速风动扳手辅助安装。
为减少停机装夹时间，夹具可设置预装工位，也可利用机床的自动托盘交换装置，专门装卸工件。对于柔性制造单元和自动线中的数控机床及加工中心，其夹具结构应注意为安装自动送料装置提供方便。
3．夹具应具有良好的敞开性
数控机床加工为刀具自动进给加工。数控机床夹具及工件应为刀具的快速移动和换刀等快速动作提供较宽敞的运行空间。尤其对于需多次进出工件的多刀、多工序加工，夹具的结构更应尽量简单、开敞，使刀具容易进入，以防刀具运动中与夹具工件系统相碰撞。
4．夹具本身的机动性要好
数控机床加工追求一次装夹条件下，尽量干完所有机加工内容。对于机动性能稍差些的二轴联动数控机床，可以借助于夹具的转位、翻转等功能弥补机床性能的不足，保证在一次装夹条件下完成多面加工。
5．夹具在机床坐标系中坐标关系明确，数据简单，便于坐标的转换计算
数控机床均具有自己固定的机床坐标系，而装夹在夹具上的工件在加工时，应明确其在机床坐标系中的确切位置，以便刀具按照程序的指定路线运动，数控机床加工出预期的尺寸和形状。
为简化编程计算，一般多采取建立工件坐标系的方法，根据工件在夹具中的装夹位置，明确编程的工件坐标系相对机床坐标系的准确位置，以便把刀具由机床坐标系转换到此程序的工件坐标系。所以，要求数控机床上的夹具定位系统，应指定一个很明确的零点，表
明装夹工件的位置，并据此选择工件坐标系的原点。为使坐标转换计算方便，夹具零点相对机床工作台原点的坐标尺寸关系应简单明了，便于测量，便于记忆，便于调整，便于计算。有时也直接把工件坐标系原点选在夹具零点上。
6．部分数控机床夹具应为刀具的对刀提供明确的对刀点
数控机床加工中，每把刀具进入程序均应有一个明确的起点，称为这一刀具的起刀点(刀具进入程序的起点)。若一个程序中要调用多把刀具对工件进行加工，数控机床需要使每把刀具都由同一个起点进入程序。因此，各刀具在装刀时，应把各刀的刀位点都安装或校正到同一个空间点上，这个点称为对刀点。
对于镗、铣、钻类数控机床，多在夹具上或夹具中的工件上专门指定一个特殊点作为对刀点，为各刀具的安装和校正提供统一的依据。这个点一般应与工件的定位基准，即夹具定位系统保持很明确的关系，便于刀具与工件坐标系关系的确立和测量，以使不同刀具都能精确地由同一点进入同一个程序。
当刀具经磨损、重装而偏离这一依据点，多通过改变刀具相对这个点的坐标偏移补偿值自动校正各刀的进给路线参数值，而不需改动已经编制好的程序。
7．高适应性
力矩限制器数控机床加工的机动性和多变化性，数控机床要求机床夹具应具有对不同工件、不同装夹要求的较高适应性。一般情况下，数控机床夹具多采用各种组合夹具。在专业化大规模生产中多采用拼装类夹具，以适应生产多变化、生产准备周期短的需要。在批量生产中，也常采用结构较简单的专用夹具，以提高定位精度。在品种多变的行业性生产中多使用可调夹具和成组夹具，以适应加工的多变化性。总之，数控机床可根据生产的具体情况灵活选用合适的夹具。
批量较大的自动化生产中，沈阳一机床厂夹具的自动化程度可以较高，结构相应也较复杂。而单件、小批量生产，也可以直接采用通用夹具，生产准备周期很短，数控机床不必再单独制造夹具。
8．排屑通畅，清除切屑方便
夹具的选择
数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点：
（1）单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备
时间和节省生产费用；
（2）在成批生产时，应考虑采用专用夹具，并力求结构简单；
（3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间；
（4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)；
（5）为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可以采用多工位、气动或液压夹具。
数控类夹具
在铣削加工时，切削力比较大，并且刀齿的工作是不连续切削，易引起冲击和振动，所以夹紧力要求较大，以保证工件的加紧可靠，因此铣床夹具要有足够的强度和刚度，夹具本体也应牢固的固定在机床的工作台上
常用的夹具种类有：
通用夹具
这类夹具具有很大的通用性。现已标准化，在一定范围内无需调整或稍加调整就可用于装夹不同的工件。如三爪自定心卡盘、四爪单调卡盘、平口钳、分度头、组合压板等。这类夹具通常作为机床附件由专业厂生产。其使用特点是操作费时、生产率低，主要用于单件小批生产。
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元件、组合元件所构成，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。硅片切割
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，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。它有下列优点：
①节约夹具的设计制造工时；②缩短生产准备周期；③节约钢材和降低成本；④提高企业工艺装备系数。橡胶发泡鞋底
但是，由于组合夹具是由各种通用标准元件组合而成的，各元件间相互配合的环节较多，夹具精度、刚性仍比不上专用夹具，尤其是元件连结的接合面刚度，加工中心对加工
精度影响较大。通常，采用组合夹具时其加工尺寸精度只能达到IT8～IT9级，这就使得组合夹具在应用范围上受到一定限制。此外，使用组合夹具首次投资大，总体显得笨重，机床还有排屑不便等不足。对中、小批量，单件(如新产品试制等)或加工精度要求不十分严格的零件，在加工中心上加工时，应尽可能选择组合夹具。
专用夹具
对于工厂的主导产品，批量较大，且轮番上场加工，精度要求较高的关键性零件，在加工中心上加工时，选用专用夹具是非常必要的。
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，加工中心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，是和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。
可调整夹具
可调整夹具能有效地克服以上两种夹具的不足机床，既能满足加工精度，又有一定的柔性，是一种很有发展前途的新颖的机床夹具结构形式。
可调整夹具与组合夹具有很大的相似之处，所不同的是它具有一系列整体刚性好的夹具体。在夹具体上，设置有可定位、夹压等多功能的T型槽及台阶式光孔、螺孔，配制有多种夹压定位元件。例如，在加工中心工作台上安装一块与工作台大小一样的平板。该平板既可作为大工件的基础板，加工中心也可作为多个小工件的公共基础板。又如在卧式加工中心分度工作台上，安装——块如图3-20b所示的四周都可装夹一件或多件工件的立方基础板，可依次加工装夹在各面上的工件。当一面在加工位置进行加工的同时，另一面都可装卸：工件，机床因此能显著减少换刀次数和停机时间。
可调整夹具扩大了夹具的使用范围，只要配制通用夹具元件，即可实现快速调整。其刚性好的特点，能良好地保证加工精度，它不仅适用于多品种、中小批量生产，而且在少品种、大批量生产中也会体现出明显的优越性。
成组夹具
使用成组夹具的基础是对零件的分类(即编码系统中的零件族)。通过工艺分析，把形状相似、尺寸相近的各种零件进行分组编制成组工艺，然后把定位、加工中心夹紧和加工方法相同的或相似的零件集中起来，统筹考虑夹具的设计方案。对结构外形相似的零件，采用成组夹具，具有经济、夹压精度高等特点。
总之，加工中心上零件夹具的选择要根据零件精度等级，机床零件结构特点，产品批量及机床精度等情况综合考虑。选择顺序是：优先考虑组合夹具，其次考虑可调整夹具，加工中心最后考虑专用夹具、成组夹具。当然，还可使用三爪自定心卡盘、台虎钳等通用夹具。在不同机床上加工所用的夹具不同。
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