毕业设计论文数控铣中工件定位与装夹的方法分析.doc

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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 河南工业职业技术学院毕业论文题目： 数控铣中工件定位与装夹的方法分析 班 级： 06146 姓 名： 专 业： 数控技术 指导教师： 完成日期： 41 河南工业职业技术学院机电工程系2009届毕业生毕业设计任 务 书年 月姓名：杨合江 班级 06146 专业：数控技术 学号：23 论文题目： 数控铣中工件定位与装夹的方法分析 内容： 在数控铣中加工工件时 ，必须保证被加工表面相对于其他表面的 位置要求。因此，在加工之前必需将工件安装在机床夹具或工作台的合适位置。 为了保证工件在切削过程中不改变正确位置，必需将其固定，在固定和夹紧之前必需找

2、正。 进度： 第1周 了解课题，熟悉相关资料，到图书馆借阅有关书籍. 第2周 构思布局，根据论文题目初步确定论文重点及样板 ，确定方案。 第3-5周 进行课题正文的论述及相关图形的处理 第6周 有关资料的处理，整理论文，进行论文的收尾工作 要求： 通过撰写论文培养自己综合应用所学的基本理论和专业知识的能力， 训练和提高进行调查研究、整理资料、分析论证和论文写作的能力，培养理论联系实际，分析思考和解决实际问题的能力。 摘要 数控铣削加工是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一。大量具有复杂曲面的零件如模具、叶片和螺旋桨等，都需用数控铣床进行加工。本文主要介绍了数控铣床中工件安装过程中找正的基

3、本方法的简单分析。 为保证工件加工表面的技术要求，必须使工件相对刀具和机床处于正确的加工位置。在使用夹具的情况下，就要使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。工件在夹具中的定位是使同一批工件在夹具中占据正确的加工位置。在数控铣床中，根据六点定位原理，为了保证零件的几何形状和相互位置正确，工件在空间有了确定位置之后，还必须使工件相对机床和刀具有一个正确的位置，因此，必须找正。关键词：定位 夹紧 六点定位原则目录摘要 4第一章 定位基准的选择 71.1 粗基准的选择原则 7 1.2 精基准的选择原则 101.3 辅助基准的选择 13 1.4 定位误差 13第二章 工件的定位原理 14 2.

4、1 工件定位的基本原理 14 2.2 六点定位原理的应用 15第三章 定位方法的确定 18 3.1 工件定位的概念及要求 18 3.2 定位方法的确定 19第四章 常见的定位方式和定位元件 20 4.1 定位方法及定位元件 20第五章 工件的找正安装（装夹）25 5.1 工件装夹的实质 265.2 工件装夹的方法 26第六章 工件在数控铣床上装夹的要求 27结论 30致谢 31参考文献 32引言 加工工件时，必需保证被加工表面相对于其他表面的位置要求。因此，在加工之前必需将工件安装在机床夹具或工作台的合适位置，使工件在机床或夹具上具有正确位置，称为定位。为了保证工件在切削过程中不改变正确位置，

5、必须将其固定。将工件按已确定的正确位置固定的过程成为夹紧，定位和夹紧合称为安装。定位和夹紧之前必须进行工件的找正。所以工件定位、夹紧和找正是紧密联系的。第一章 定位基准的选择 制定工艺规程时，能否正确且合理地选择定位基准，将直接影响到被加工零件的位置精度、各表面加工的先后顺序，在某些情况下，还会影响到所采用工艺装备的复杂程度，因此必须重视定位基准的选择。1.1 粗基准的选择原则1 粗基准选择的是否合理，直接影响到各个加工表面加工余量的分配，以及加工表面和非加工表面的相互位置关系。 相互位置要求原则 选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面的位置要求。即某些零件

6、上的个别表面不需要进 行机械加工，为了保证加工表面和非加工表面的位置关系，应选择非加工表面为粗基准。1.3 粗基准选择实例如图1.3所示的套筒毛坯，内孔和端面需要加工，外圆表面不需加工。铸造时内孔2相对外圆1有偏心。为了保证加工后零件的壁厚均匀，应选择外圆表面作粗基准。以不加工的外圆1作粗基准，不仅可以保证内孔2加工后壁厚均匀，而且还可以在一次安装中加工出大部分要加工表面。当零件上有若干个不需要进行机械加工的表面时，应选择那个与加工表面相互位置关系最为密切的非加工表面作粗基准。 加工余量合理分配原则 以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。如图1.4所示阶梯轴毛坯大小端外

7、圆有5mm的偏心，应以余量较小的58mm外圆表面作粗基准。如果选114mm外圆作粗基准加工58mm外圆，则无法加工出50mm外圆 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。如图1.5床身导轨加工，为了保证导轨面的金相组织均匀一致并且有较高的耐磨性，应使其加工余量小而均匀。因此，应先选择导轨面为粗基准，加工与床腿的连接面，如图1.5(a)所示。然后再以连接面为精基准，加工导轨面，如图1.5（b）所示。这样才能保证导轨面加工时被切去的金属层尽可能薄而且均匀。 当零件上有多个重要表面时，应选择加工余量要求最严的那个表面作为粗基准。不重复使用原则 粗基准未经加工，表面比较粗

8、糙且精度低，二次安装时，其在机床上（或夹具中）的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大的位置误差。因此粗基准一般不应重复使用。如图1.6所示零件，若在加工端面A、内孔C和钻孔D时，均使用未经加工的B表面定位，则钻孔的位置精度就会相对于内孔和端面产生偏差。当然，若毛坯制造精度较高，而工件加工精度要求不高，则粗基准也可重复使用。 便于工件装夹原则 作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。 粗基准的选择，应尽可能使加工表面的金属切除量总和最小 以图1.5所示，选择导轨面作粗基准，则大部分加工余量在床身结合面

9、的一侧切掉，若选择床身结合面为粗基准，大部分加工余量则在导轨面上切去。两者比较，导轨面的加工面积大，床身结合面的加工面积小，故床身结合面的金属切除量小，所以，应选择床身导轨面作粗基准。 以上各项原则，每项只突出了一个方面的要求，具体应用时，可能会相互矛盾，应根据零件的技术要求，保证主要方面，兼顾次要方面，使粗基准的选择合理。1.2 精基准的选择原则5在零件的机械加工过程中，除起始工序采用粗基准外，其余工序都应采用精基准定位，因此应合理选择精基准。选择精基准的总原则是：保证零件的加工精度和装夹方便可靠，使零件的制造较为经济、容易。 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

10、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）。如图1.7(a)所示零件，欲加工孔3，其设计基准是面2要求保证尺寸A。在用调整法加工时，若以面1为定位基准，如图1.7(b)所示，则直接保证的尺寸是C，尺寸是通过控制尺寸B和C来间接保证的。因此，尺寸A的公差为： TA=Amax-Amin=Cmax-Bmin-(Cmin-Bmax)=TB+Tc 由此可以看出，尺寸A的加工误差中增加了一个从定位基准（面1）到设计基准（面2）之间尺寸B的误差，这个误差就是基准不重合误差。由于基准吧重合误差的存在，只有提高本道工序尺寸C的加工精度，才能保证尺寸A的精度；当本

11、道程序C的加工精度不能满足要求时，还需提高前道工序尺寸B的加工精度，增加了加工的难度。若按1.7(c)所示用面2定位，则符合基准重合原则，可以直接保证尺寸A的精度。应用基准重合原则时，要具体情况具体分析。定位过程中产生的基准不重合误差，是在用夹具装夹、调整法加工一批工件时产生的。若用试切法加工，设计要求的尺寸一般可以直接测量，不存在基准不重合误差问题。在带有自动测量功能的数控铣床上加工时，可在工艺中安排坐标系测量检查工步，即每个零件加工前由CNC系统自动控制头检测设计基准并自动计算、修正坐标值，消除基准不重合误差。因此，不必遵循基准重合原则。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

12、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，而且简化了夹具的设计与制造工作，降低了成本，缩短了生产准备周期。当零件上的加工表面很多，有多个设计基准时，若要遵循基准重合原则，就会有较多的定位基准，使夹具的种类多、结构差异大。为了尽量统一夹具的结构，缩短夹具的设计、制造周期及降低夹具的制造费用，可在工件上选一组精基准，或在工件上专门设计一组定位面，用它们定位来加工工件上尽可能多的表面，这样就遵循了基准统一原则。采用基准统一原则无法保证加工表面的位置精度时，若能考虑先采用基准统一原则进行粗、半精加工，最后采用基准重合原则进行精加工来保证表面间的相

13、互位置精度。这样既保证了加工精度，又充分地利用了基准统一原则的优点。在工序集中的自动化加工中，也应采用基准统一原则。由于应在一次装夹中尽可能多地加工出工件上的表面，这时，多个表面间的位置尺寸精度，取决于加工这些表面的机床各主轴及刀具间的位置精度和调整精度，常与定位基准的选择无关。例如，某些箱体上的孔系加工，常在一次安装中完成，这时孔系中各孔间的位置精度与定位精度的选择无关，故应采用基准一原则。基准重合和基准统一原则是选择精基准的两个重要原则，但实际生产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

14、则，以免使工序尺寸的实际公差值减小，增加加工难度。自为基准原则 对于研磨、铰孔的精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。采用自为基准原则时，只能提高加工表面本身的尺寸精度、形状精度，而不能提高加工表面的位置精度，加工表面的位置精度应由前道工序保证。互为基准原则 为使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面具有均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准原则。对于零件上的两个有位置精度要求的表面，可以认为彼此互为设计基准，当加工这种位置精度要求较高的表面时，可以互为定位基准，反复进行加工。如加工精密齿轮时，齿面淬火后

15、需进行磨削。此时，先以齿面定位磨孔，然后再以孔为定位基准磨削齿面，这样不仅可以保证磨齿时的余量小而均匀，而且能使齿面和孔之间达到很高的位置精度。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。同时，定位基准应有足够大的接触面积，以承受较大的切削力。除上述原则外，选择精基准时，还应考虑所选精基准能使工件定位准确、稳定、夹紧方便可靠、夹具的结构简单、操作方便。1.3 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，如轴类零件加工所用的两个中心孔，它不是零件的工作表面，只是出于工艺上的需要才作出的。如图1.8所示的零件，

16、为安装方便，毛坯上专门铸出工艺搭子，也是典型的辅助基准，加工完毕后应将其从零件上切除。1.4 定位误差工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触（配合）来确定的，由于定位基面、定位元件的工作表面本身存在一定的制造误差，导致一批工件在夹具中的实际位置吧可能完全一样，使加工后各工件的加工尺寸存在误差。这种因工件在夹具上定位不准而造成的加工误差，称为加工误差，它包括基准位移误差和基准不重合误差两种类型。基准位移误差 定位基准相对于其理想位置的最大变动量，称为基准位移误差，用Y表示。基准不重合误差 定位基准和工序基准不重合而造成的加工误差，称为基准不重合误差，用B表示。定位误差的计算与工件的

17、具体定位方式和定位基准、定位元件的制造精度有关，此处不再列举。第二章 工件的定位原理 为保证工件加工表面的技术要求，必须使工件相对刀具和机床处于正确的加工位置。在使用夹具的情况下，就要使机床、刀具和工件之间保持正确的加工位置。工件在夹具中的定位是使同一批工件在夹具中占据正确的加工位置。2.1工件定位的基本原理6如图2.1所示，工件在空间具有六个自由度，即沿x、y 、z三个直角坐标轴方向的移动自由度、和、转动自由度。因此，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度。通常用六个支承点（即定位元件）来限制工件的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度。图2.1 综上所述，若要使工件在夹具中

18、获得惟一确定的位置，就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点，使工件的定位基准与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度，这就是工件的六点定位原理。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。用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用，工件形状不同定位表面不同，定位点的布置情况各不相同，本文的目的就是运用简单的找正方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。完全定位 工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。8不完全定位 根据工件加工表面

19、的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。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，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，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的。如图2.1钻削小孔，工件以内孔和一个端面在夹具的心轴和平面上定位，限制工件、五个自由度，相当于五个支承点定位。工件绕心轴的转动不影响对小孔的加工要求。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。如图3.2所示铣削零件上的通槽，应该限制、三个自由度以保证槽底面与A面的平行度及尺寸600-0.2mm两相加工要求；应该

20、限制、两个自由度以保证槽侧面与B面的平行度以及尺寸300.1mm两相加工要求；自由度不影响通槽加工，可以不限制。如果没有限制，600-0.2就无法保证；如果或没有限制，槽底与A面的平行度就不能保证。图2.2 图2.2过定位 工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。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，要具体情况具体分析。4图2.3 定位与夹紧的关系定位与夹紧的任务是不同的，两者不能互相取代。若认为工件被夹紧后，其位置不能动了，所以自由度都被限制了，这种理解是错误的。上图3.3为定位与

21、夹紧的关系，工件在平面支承1和两个长圆柱销2上定位，工件放在实线和虚线位置都可以夹紧，但是工件在X方向的位置不能确定，钻出的孔其位置也不能确定（出现尺寸A1和A2）。只有在X方向上设置一个挡销时，才能保证钻出的孔在X方向上获得确定的位置。另一方面，若认为工件在挡销的反方向仍有移动的可能性，因此位置不确定。这种理解也是错误的。定位时，必需使工件的定位基准紧贴在夹具的定位元件上，否则不称其为定位，而夹紧则使工件不离开定位元件。第三章 定位方法的确定3.1 工件定位的概念及要求2确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位。对工件的定位有以下两点基本要求：1) 为保证加工表面与其设计基准间的相对

22、位置精度，应使加工表面的设计基准相对于机床占有以正确的位置。2) 为了保证加工表面与其设计基准间的距离尺寸精度，当采用调整法加工时，位于机床或夹具上的工件，相对于刀具必须有一正确位置。获得表面间距离尺寸精度的方法通常有两种：试切法和调整法。试切法是一种通过试切测量调整再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。采用这种方法，距离尺寸精度是通过多次试切获得的，所以工件在加工前相对刀具的位置可以不必确定。如下图a)中，为获得尺寸L,加工前工件在三爪自定心卡盘中的轴向位置不必严格确定。调整法是先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸

23、的方法。图b和c为两个加工获得距离尺寸精度的实例。图b是用挡铁1和反三爪来确定工件和刀具的相对位置；图c是用夹具的定位元件2、3、4和导向元件5来确定工件和刀具的相对位置。3.2 定位方法的确定7工件的定位方法有以下两种。1 找正定位 此法是利用工件(或仪表）等确定工件在机床上正确位置的方法。找正定位有直接找正和划线找正两种。(1) 直接找正 这种方法是用目测、划针或百分表等在机床上直接找正工件，使其获得正确位置。图 所示，是利用四爪单动卡盘加工偏心轴。先用百分表按工件上A面找正，使A面的轴线B面的设计基准，相对机床主轴的回转轴线OO偏离e，然后夹紧车削B面，从而保证A面与B面的偏心量e。这种

24、方法找正时间长，生产率低，低工人的技术水平要求高，只适应与单件小批生产，或要求定位精度很高的场合。 直接找正定位（2） 划线找正 此法是利用划针按毛坯或半成品上所划的线找正工件在机床上的正确位置，从而实现定位的一种方法。 2.采用夹具定位 此法是用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的一种方法。这种定位方法定位迅速、方便，定位精度高且稳定。但专用夹具的制造周期长、费用高，故采用夹具定位广泛应用于成批大量生产中。第四章 常见的定位方式和定位元件4.1 定位方法及定位元件工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副。定位副的选择及其制造精度直接影响工件的定位精度、夹具的工作效率以及制造使用性能等，

25、按照不同的定位基准面所用的定位元件也不相同。1.工件以平面在支承上定位6工件以平面作为定位基准，是生产中常见的定位方法之一，如箱体、机体、支架、圆盘等零件，常以平面定位。在分析和设计定位方案时，应根据定位基准面与定位元件工作表面接触面积的大小、长短或接触形式，来判断定位元件所相当的支承点数目及其所限制工件的自由度。当接触面积较大时，相当于三个支承点，限制工件三个自由度；窄长的接触面，相当于二个支承点，限制工件二个自由度。（1） 支承钉当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉（B型），使其与毛坯良好接触。齿纹头支承钉（C型）用在工件的侧面，能增大摩擦系数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面

26、定位时，可采用平头支承钉（A型）。如下图5.1所示。 在支承钉的高度需要调整时，应采用可调支承。可调支承主要用于工件以粗基准面定位，或定位基面的形状复杂，以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。可调支承在一批工件加工前调整一次，调整后需要锁紧，其作用与固定支承相同。在工件定位过程中能自动调整位置的支承称为自位支承。其作用相当于1个固定支承，只限制1个自由度。由于增加了接触点数，可提高工件的装夹刚度和稳定性，但夹具结构稍复杂，自位支承一般适用于毛面定位或刚性不足的场合。如球面支承。图4.1 工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切

27、削力。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁紧。而且辅助支承是每安装一个工件就调整一次。但此支承不限制工件的自由度，也不允许破坏原有定位。4（2） 支承板工件以精基准面定位时，除采用上述平头支承钉外，还常用图5.2所示的支承板作定位元件。A型支承板结构简单，便于制造，但不利于清除切屑，故适用于顶面和侧面定位；B型支承板则易保证工作表面清洁，故适用于底面定位。图4.2 夹具装配时，为使几个支承钉或支承板严格共面，装配后，需将其工作表面一次磨平，从而保证各定位表面的等高性。 (3)浮动支承和辅助支承 浮动支承的特点是具有几个支承点。这些支承点在工件定位

28、过程中能随着工件定位基准面位置的变化而自动与之适应。尽管每一自位支承与工件不可能不止一点接触，但实际只能限制一个自由度，即只能起到一个支承点的作用。夹具设计中，为使工件支承稳定，或为避免过定位，常采用浮动支承；而辅助支承是指由于工件形状、重力、夹紧力或切削力等原因，可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳，为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承。因此，辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用，而不起限制自由度的作用，更不能破坏工件的原有定位。 2工件以圆柱孔定位 各类套筒、盘类、杠杆、拨叉等零件，常以圆柱孔定位。所用的定位元件有圆柱销和各种心轴。这种定位方式的基本特点是：定位孔与定位元件

29、之间出处于配合状态，并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合。孔定位还经常与平面定位联合使用。（1） 圆柱销图5.3 图4.3中为常用的标准化的圆柱定位销结构。a、b、c是最简单的定位销，用于不经常需要更换的情况，d为带衬套可换式定位销。 （2）圆柱心轴 心轴主要用于套筒和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工。下图为常用的圆柱心轴的结构形式。图4.4（3）圆锥销（4）小锥度心轴 这种定位方式的定心精度较高，但工件的轴向位移较大，适应与工件定位孔精度不低于IT7的精车和磨削加工，不能加工端面。 3.工件以圆锥孔定位圆锥孔定位主要有圆锥形心轴和顶尖。 4.工件以外圆柱表面定位（1）V形架 V形架定位

30、的最大优点是对中性好。即使作为定位基面的外圆直径存在误差，仍可保证一批工件的定位基准轴线始终处在V形架的对称面上；并且使安装方便。V形架可分为固定式和活动式。（2）定位套 工件以外圆柱面在圆孔中定位，这种定位方法一般适用于精基准定位，常与端面联合定位。所用定位件结构简单，通常做成钢套装于夹具中，有时也可在夹具体上直接做出定位孔。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.工件以一面两孔定位3在加工箱体、支架类等零件时，常用工件的一面二孔定位，以使基准统一。相应的定位元件为支承板、定位销和菱形销。但是应该注意，当工件上两定位孔与销的配合间隙不大，而中心距误差较大时，就会使装卸工件

31、发生干涉。因此，应正确选择菱形销的直径和精削边后圆柱部分的宽度，以防止产生重复定位。 图4.5 一面两孔定位 如上图所示，一面两孔定位是机械加工过程中最常用的定位方式之一，即以工件上的一个较大平面和平面上相距较远的两个孔定位。平面支承限制、和三个自由度，一个圆柱销限制和两个自由度，另一个圆柱销限制自由度。菱形销作为防转支承，其长轴方向应与两销的中心连线相垂直。第五章 工件的找正安装（装夹） 加工工件时，必须保证被加工表面相对于其他表面的位置要求。因此，在加工之前必须将工件安装在机床夹具或工作台的合适位置，使工件在机床或夹具上具有正确的位置，称为定位。为了保证工件在切削过程中不改变正确位置，必须

32、将其固定。将工件按已确定的正确位置固定的过程称为夹紧，定位和夹紧合称为安装。定位和夹紧是两个不同的概念，通常分开进行。但也有例外。5.1 工件装夹的实质 在机床上加工工件时，为了使该工序所加工的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，在加工前，必须首先将工件装夹牢靠。 把工件装好，就是要在机床上确定工件相对刀具的正确加工位置，工件只有处在这一位置上才能接受加工，才能保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。在夹具设计术语中，装夹也叫定位。 由此可知，工件装夹的实质，就是在机床上对工件进行定位和夹紧。装夹工件的目的则是通过定位和夹紧而使工件在加工过程中始终保

33、持其正确的加工位置，以保证达到该加工工序所规定的加工技术要求。5.2 工件装夹的方法 根据六点定位原理，为了保证零件的几何形状和相互位置正确，工件在空间有了确定位置之后，还必须使工件相对机床和刀具有一个正确的位置，因此，必须找正。 在机床上安装工件一般有以下三种基本方式。（1） 直接在工作台上找正安装在单件或少量生产中，以及在不便使用夹具夹持的情况下，常采用这种方法，如图5.1所示，操作方法如下。 将工件轻轻夹持在机床的工作台上。 以工件上某个表面作为找正的基准面，移动工作台，用百分表等工具找正，以确定工件在机床上的正确位置，找正再夹紧工件。（2） 用机用平口虎钳找正安装在单件小批生产中，适应

34、于装夹尺寸不大的工件。操作方法如下。 找正固定钳口位置 虎钳的固定钳是工件装夹时的定位支承面。在卧式数 控铣床上加工零件时要求固定钳口平面不但要垂直于工作台台面，而且必须和主轴相平行。而在立式数控铣床上加工零件时，则只要求固定钳口和工作台台面垂直，至于钳口在水平面内的位置，可根据工件的长度来确定。对于长的工件，钳口应与进给方向平行，对于短的工件，则最好与进给方向垂直，以便由刚性较好的固定钳口来承受水平切削分力。 工件安装a. 选择合适的垫铁以保证加工平面略高于钳口。b. 将工件放在钳口内的垫铁上，并使侧基准面紧靠固定钳口c. 跳动虎钳口柄，加预紧力。若与活动钳口相接触的一面不平整，可在活动钳口

35、与工件之间放一铜片。d. 用锤子轻轻敲击工件，以手不能轻易推动垫铁为宜。e. 转动手柄，紧固工件，以防松动而影响加工精度或损坏设备及伤人。（3）用专用夹具安装在大批量生产中，为了提高生产效率，常常针对某一具体工件的加工，设计专用夹具。专用夹具除手动的外，还有气压、液压、气液压、电动、电磁等传动的。使用这类夹具安装工件，定位方便、准确，夹紧迅速、可靠。 找正夹具的位置 夹具是一般有一个基准面，用来作为夹具的制造和夹具安装的基准。找正时可先将百分表固定在机床主轴或床身上，并将表的侧头和基准面接触，然后移动工作台，调整夹具位置使夹具基准面与工作台移动方向平行。工件安装 清洁工件定位面及夹具定位元件，

36、将工件放在定位元件山并紧贴定位元件，最后夹紧工件第六章 工件在数控铣床上装夹的要求 在确定装夹方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。主要考虑以下几点：1. 夹紧机构或其他元件不得影响进给，工件的加工部位要敞开。要求夹持工件后夹具上的一些组件不能与刀具运动轨迹发生干涉。如图2.2所示，用立铣刀铣削零件的六边形，若采用压板机构压住工件的A面，则压板易于铣刀发生干涉，若压B面，就不影响刀具进给。对有些箱体零件加工可以利用内部空间来安排夹具结构，将其夹具表面敞开，如图2.3所示。但在卧式加工中心上对零件四周进行加工时，若很难安排夹具的定位和夹紧装置，则可以减

37、少加工表面来预留出定位夹紧元件的空间。92. 必须保证最小的夹紧变形。在加工工件时，切削力大，需要的夹紧力也大，要防止工件夹紧变形而影响加工精度。因此，必须慎重选择夹夹具的支承点、定位点和夹紧点。应使夹紧点靠近支承点，避免把夹紧力作用在工件的中空区域。如果采用了相应措施仍不能控制零件变形对加工精度的影响，只能将粗、精加工分开，或者粗、精加工采用不同的夹紧力，可以在粗铣时采用较大夹紧力，精铣时放松工件，重新用较小夹紧力夹紧工件来控制零件的夹紧变形。3. 夹具要装卸方便，辅助时间尽量短。由于数控铣床加工效率高，装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所以要求配套夹具在使用中装卸工件尽量要快而方便。数

38、控夹具应尽可能使用气动、液压、电动等自动夹具装置实现快速夹紧，以缩短辅助时间。4. 对小型零件或工序时间较短的零件，可以考虑在工作台上同时装夹零件进行加工，以提高加工效率。5. 夹具结构应力求简单。由于在数控铣床上加工工件大都采用工序集中的原则，加工的部位较多，而批量较小，夹具的标准化、通用化和自动化对加工效率的提高及加工费用的降低有很大影响。因此，对批量小的零件应优先选用组合夹具。对形状简单的单件小批量生产的零件，可选用通用夹具，如三爪卡盘、平口钳等。只有对批量较大，且周期性投产，加工精度要求较高的关键工序才设计专用夹具，以保证加工精度，提高装夹效率。6. 夹具应便于在机床工作台上装夹。数控

39、铣床工作台面上一般都有基准T形槽，转台中心有定位圈，台面侧面有基准挡板等定位元件，可用于夹具在机床上定位。夹具在机床上的固定方式一般用T形槽螺母、螺栓和压板压紧。夹具上用于紧固的孔和槽的位置必须与工作台的T形槽和孔的位置相对应7. 为适应数控工序中的多表面加工，要避免夹具结构，包括夹具上的组件对刀具运动轨迹的干涉，即夹具结构不要妨碍刀具对工件的多个表面的加工。8. 对工件基准点不方便测定的工件，可以不用工件基准点作为编程原点，而在夹具上设置找正面，以该找正面为编程原点，把编程原点设置在夹具上。总结通过本次设计主要介绍了数控铣削加工中常用的几种工件的定位方式。其中包括工件的定位原理、定位基准的选

40、择、定位方法的确定及常见的定位方式和定位元件。加工工件时，必需保证被加工表面相对于其他表面的位置要求。因此，在加工之前必需将工件安装在机床夹具或工作台的合适位置，使工件在机床或夹具上具有正确位置，称为定位。工件装夹的实质，就是在机床上对工件进行定位和夹紧。装夹工件的目的则是通过定位和夹紧而使工件在加工过程中始终保持其正确的加工位置，以保证达到该加工工序所规定的加工技术要求。所以在数控铣中确定装夹方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。致谢通过这次毕业设计，是我们继相关专业学科的课程设计之后，进行的一次更系统、更全面、更专业化的设计。通过本次设计，使我们

41、对正确解决零件在加工过程中遇到的一系列工艺性和技术性问题，进行的一次具体步骤分析和方法的设计，是一次实践性设计，也是对即将踏上社会的我们一次大练兵。特别是在设计过程中，得到导师黄力刚老师在方法上的指导和同学们的热心帮助，以及实习工厂的师傅们、图书馆老师们的协助，不仅对该设计的最终完成有很大作用，而且对我个人以后的工作学习竭有重大影响。本文是在尊敬的黄力刚老师精心指导下完成的，老师高尚的品德，渊博的学识，严谨的学风和高度的责任心深深地影响着学生的精神财富，并将使学生受益终生。在此，谨向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意！在课题的研究过程中，我的同学王茏茏等人均给予了很大的帮助。在课题的调研过程

42、中，各老师均给了很大的帮助，我表示深深的感谢！在此谨向所有在本文的完成中给予我关怀和帮助而在此无法一一提及的老师、同学说声谢谢参考文献1 胡育辉. 数控加工加工中心. 北京：化学工业出版社，20072 徐宏海、谢富春.数控铣床。北京：化学工业出版社，20033 李华志、杜全兴. 数控加工工艺与装备. 北京：清华大学出版社，20054 赵长旭、关雄飞. 数控加工工艺. 西安：西安电子科技大学出版社,， 2006 5 贺曙新、张思弟、文少波. 数控加工工艺. 北京：化学工业出版社，20056 孙学强. 机械加工技术. 北京：机械工业出版社，20077 华贸发. 数控机床加工工艺.北京：机械工业出版社，20008 孙学强. 机械加工技术. 北京：机械工业出版社，20079 戴裕崴、娄锐. 数控机床.大连：大连理工大学出版社