夾具和裝夾方式的選擇

日期:2011/9/28 10:47:47 瀏覽: 來源:沈陽機床

在數控機床上加工零件時,為保證工件的加工精度和加工質量,必須使工件位于機床上的正確位置,也就是通常所說的“定位”,然后將它固定也就是通常所說的“夾緊”。工件在機床上定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾過程。

 

1.工件的定位原理

(1)六點定位原理

 

工件在空間有六個自由度,即沿X、Y、Z三個坐標方向的移動自由度和繞X、Y、Z三個移動軸的旋轉自由度A、B、C,如下圖所示。

 

要確定工件在空間的位置,需要按一定的要求安排六個支撐點也就是通常所說的定位元件,以限制加工工件的自由度,這就是工件定位的“六點定位原理”。需要指出的是,工件形狀不同,定位表面不同,定位點的布置情況也各不相同。

 

 

 

圖 數控機床的坐標軸

 

(2)限制自由度與工件加工要求的關系

 

根據工件加工表面的不同加工要求,有些自由度對加工要求有影響,有些自由度對加工要求無影響,對加工要求有影響的自由度必須限制,而不影響加工要求的自由度不必限制。

 

(3)完全定位與不完全定位

 

工件的六個自由度都被限制的定位成為完全定位,工件被限制的自由度少于六個,但不影響加工要求的定位,成為不完全定位,完全定位和不完全定位是實際加工中工件最常用的定位方式。

 

(4)工件安裝的基本原則

 

在數控機床上工件安裝的原則與普通機床相同,也要合理地選擇定位基準和夾緊方案。為了提高數控機床的效率,在確定定位基準與夾緊方案時應注意以下幾點:

 

① 力求設計基準、工藝基準與編程計算基準的統一。

 

② 盡量減少裝夾次數,盡可能在一次定位和裝夾后就能加工出全部待加工表面。

 

③ 避免采用占機調整式方案,以充分發揮數控機床的效能。

 

2.工件的夾緊

金屬切削加工過程中,為保證工件定位時確定的正確位置,防止工件在切削力、離心力、慣性力或重力等作用下產生位移和振動,必須將工件夾緊。這種保證加工精度和安全生產的裝置稱為夾緊裝置。

 

(1)對夾緊的基本要求

 

① 工件在夾緊過程中,不能改變工件定位后所占據的正確位置。

 

② 夾緊力的大小適當,既要保證工件在加工過程中的位置不能發生任何變動,又要使工件不產生大的夾緊變形;同時也要使得加工振動現象盡可能小。

 

③ 操作方便、省力、安全。

 

④ 夾緊裝置的自動化程度及復雜程度,應與工件的批量大小相適應。

 

(2)夾緊力方向和夾緊點的確定

 

① 夾緊力應盡可能朝向主要定位基準,這樣可以保證夾緊工件時不破壞工件的定位,影響工件的加工精度要求。

 

② 夾緊力方向應有利于減少夾緊力,要求能夠在最小的夾緊力作用下,完成零件的加工過程。

 

③ 夾緊力的作用點應選在工件剛性較好的方向和方位上,這一原則對剛性較差的零件特別重要,可以保證零件的夾緊變形量最小。

 

④ 夾緊力作用點應盡量靠近零件的加工表面,保證主要夾緊力的作用點與加工表面之間的距離最短,可有效提高零件裝夾的剛性,減少加工過程中的振動。

 

⑤ 夾緊力的作用方向應在定位支撐的有效范圍內,不破壞零件的定位要求。

 

3.夾具的選擇

數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求,一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定;二是要能保證零件與機床坐標系之間的準確尺寸關系。依據零件毛料的狀態和數控機床的安裝要求,應選取能保證加工質量、滿足加工需要的夾具。除此之外,還要考慮以下幾點:

 

(1)當零件加工批量不大時,應盡量采用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具,以縮短生產準備時間,節省生產費用。在成批生產時可以考慮采用專用夾具,同時要求夾具的結構簡單。

 

(2)裝夾零件要方便可靠,避免采用占機人工調整的裝夾方式,以縮短輔助時間,盡量采用液壓、氣動或多工位夾具,以提高生產效率。

 

(3)在數控機床上使用的夾具,要能夠安裝準確,能保證工件和機床坐標系的相對位置和尺寸,力求設計基準、工藝基準與編程原點統一,以減少基準不重合誤差和數控編程中的計算工作量。

 

(4)盡量減少裝夾次數,做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數表面的加工,以減少裝夾誤差,提高加工表面之間的相互位置精度,達到充分提高數控機床效率的目的。

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