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夹具和装夹方式的选择

返回列表 来源:精钻 浏览:- 发布日期:2017-04-13 14:05:30【

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。
1.工件的定位原理
1)六点定位原理
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。
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。
数控机床的坐标轴3.


2)限制自由度与工件加工要求的关系
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。
3)完全定位与不完全定位
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。
4)工件安装的基本原则
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:
① 力求设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一。
② 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。
③ 避免采用占机调整式方案,以充分发挥数控机床的效能。
2.工件的夹紧
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。
1)对夹紧的基本要求
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。
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。
③ 操作方便、省力、安全。
④ 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。
2)夹紧力方向和夹紧点的确定
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。
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。
③ 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。
④ 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。
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。
3.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:
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。
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。
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。
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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