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在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。
在选择时应注意以下几点：1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。
3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。
（2）选择夹具的基本原则
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；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。
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、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。
2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，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，即夹具要开敞，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）。
数控机床零件装夹与夹具选择的技巧与注意事项数控机床作为现代机械加工领域中的重要设备，其零件装夹与夹具选择对于加工质量和效率起着至关重要的作用。
在数控机床加工过程中，合理选择零件装夹方式和夹具，能够确保工件的精度、稳定性和安全性。
本文将介绍数控机床零件装夹与夹具选择的技巧和注意事项。
首先，对于数控机床零件装夹，我们需要考虑以下几个方面。
一、零件的材料和形状不同材料和形状的零件，选择合适的装夹方式和夹具是至关重要的。
例如，对于硬度较高和较重的零件，我们需要选择更牢固和稳定的装夹方式和夹具，以确保加工过程中的精度和安全性。
而对于形状复杂和薄壁的零件，应选用柔性的装夹方式和夹具，以避免变形或损坏。
二、零件的尺寸和重量零件的尺寸和重量也是选择装夹方式和夹具的重要考虑因素。
较小和较轻的零件可以采用机械夹具或磁性夹具进行装夹，而较大和较重的零件则需要选择更牢固和稳定的装夹方式，如气动夹具或液压夹具。
三、零件的加工工艺要求不同的加工工艺对于零件的装夹方式和夹具也有着不同的要求。
例如，对于需要进行多次定位和转位的零件，我们可以使用多点定位夹具或快速换位夹具，以提高加工效率和精度。
而对于需要进行旋转加工的零件，应选择旋转装夹方式和夹具，以确保加工过程中的稳定性和精度。
接下来，针对夹具的选择，我们需要注意以下几点。
一、夹具的刚性和稳定性夹具的刚性和稳定性对于数控机床加工来说至关重要。
选择具有良好刚性和稳定性的夹具，可以减少零件的振动和变形，提高加工精度和表面质量。
因此，在选择夹具时，应尽量避免选用结构复杂、材料差或加工工艺较差的夹具。
二、夹具的精度和重复定位精度夹具的精度和重复定位精度直接影响加工零件的精度和重复性。
为了保证加工的稳定和精度，应选择夹具具有高精度和重复定位精度的夹具。
夹具的精度指的是夹爪、定位孔、定位块等零件在制造和装配过程中的加工精度要求，而重复定位精度指的是夹具在多次装卸后能否保持稳定的定位精度。
《零件在数控机床上的定位与装夹》教案提问：同学们有观察过平时做饭切菜时，我们是怎么样切出我们想要的形状呢？【师】使用夹具对工件进行加工时，必须按照加工工艺的要求把工件放在夹具中，使工件在夹紧之前相对于机床和刀具有个正确的确定位置，这个过程称为工件的定位。
一、定位基准的选择1.粗基准的选择（1）定义机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面定位，这种基准面称为粗基准。
（2）选择原则1）相互位置要求原则：为保证加工表面与不加工表面之间的位置尺寸要求，应选取不加工表面作粗基准。
2）加工余量合理分配原则：为保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的表面为粗基准。
3）重要表面原则：为保证重要表面的加工余量均匀，应选重要加工面为粗基准。
4）不重复使用原则5）便于工件装夹原则【课堂练习】分析下图中各零件加工主要表面时粗基准应该如何选择？分析：主要表面：720,732H H ΦΦ和大小孔上下平面 粗基准：大头外圆弧，小头外圆弧，平面2.精基准的选择 （1）定义用已加工过的表面作为定位基准面称为精基准。
（2）选择原则1）基准重合原则：直接选择加工表面的设计基准为定位基准。
2）基准统一原则：同一零件的多道工序尽可能的选择同一个定位基准。
3）自为基准原则4）互为基准原则：对于某些位置精度高的面，采用互为基准反复加工的方法。
5）便于装夹原则课堂练习分析下图中各零件加工主要表面时精基准应该如何选择？分析：主要表面：720,732H H ΦΦ和大小孔上下平面粗基准：大头外圆弧，小头外圆弧，平面精基准：已加工过的大头外圆弧，小头外圆弧，平面二、定位元件及其应用 自由度【过渡】空间内自由的物体可能具有的运动？【归纳总结】任何一个工件在夹具中未定位前，都可以看成在空间直角坐标系中的自由物体。
一个物体在三维空间中具有的运动包括沿二个坐标轴的移多动和转动。
分别是三个移动自由度和三个转动自由度，共六个自由度。
【设疑】在加工过程中，是否所有的工件都必须限制6个自由度？学生带着思考展开下面定位元件的学习1.平面定位元件（1）固定支承1）支承钉2）支承板【讨论】支承点是否可以随意分布？支承点的分布必须恰当，否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。
课题七：工件在数控机床上的装夹（三）标题：定位误差一、教学目的：掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。
二、教学安排：（一）旧课复习内容：1、精基准的选择原则。
2、工件常用的定位方式。
（二）新课内容知识点：3.5.1 定位误差定位误差的概念、产生的原因（重点掌握）（难点）（中级数控车铣考证要求知识点）定位误差的计算（了解）3.5.2 夹紧装置对夹紧装置的基本要求；夹紧力三要素的确定原则（重点掌握）（难点）（中级数控车铣考证要求知识点）夹紧气、液动设备（了解）。
（三）新课内容：3.5 定位误差与夹紧3.5.1 定位误差定位误差的概念指一批工件在夹具中的位置不一致而引起的误差。
用△D表示。
产生原因：基准不重合误差△B与基准位移误差△Y。
定位误差的计算△D=△B±△Y；工件以平面定位：△D=△B，（△Y=0）工件以内孔定位：△Y=1/2（δD+δd）工件以外圆柱面定位：△Y=0.707δD（90°V型块定位）3.5.2 夹紧装置对夹紧装置的基本要求：1、夹紧过程中，不能改变工件定位占据的正确位置。
2、夹紧力大小合适。
3、结构简单，制造维修易。
4、操作方便，安全、省力。
夹紧力的确定原则：1、夹紧力方向的确定原则：（1）夹紧力应朝向工件的主要定位面。
如挂图。
（2）夹紧力应尽量与切削力、重力方向一致，以减少夹紧力。
（3）夹紧力应指向工件刚性好的方向。
2、夹紧力作用点的确定原则：（1）作用点应在定位元件支承的范围内。
挂图。
（2）作用点应位于工件刚性好的部位。
（3）作用点应尽量靠近加工面。
3、夹紧力大小的确定：（1）手动夹紧：不需算出夹紧力的确切数据。
（2）机动夹紧：按静力平衡原理计算理论夹紧力，乘以安全系数，以决定动力部分的尺寸（如气缸、活塞的直径等）。
夹紧气、液动力装置：机动夹紧装置一般由夹紧元件、中间传递部分和力源部分组成。
典型气动传动系统一般由气源部分如空压机、储气罐，控制部分如各种阀、执行元件如气缸等组成。
第三单元工件装夹方法与数控加工夹具选择第三单元工件装夹方法与数控加工夹具选择机床夹具概述概念在机械加工过程中为了保证加工精度固定工件使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具简称夹具 1．工件的安装工件的安装包含的内容 1 定位 2 夹紧 2．工件的安装方法工件常用的安装方法 1 直接找正安装概念用划针百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法特点生产率低精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度 2 划线找正安装概念先用划针画出要加工表面的位置再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧特点费时又需要技术高的划线工 3 用夹具安装概念将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法特点①工件在夹具中的正确定位是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的因此不再需要找正便可将工件夹紧②由于夹具预先在机床上已调整好位置因此工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置③通过夹具上的对刀装置保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置基准及其分类概念基准是零件上用来确定其它点线面位置所依据的那些点线面基准分类设计基准和工艺基准 1．设计基准设计基准是在零件图上所采用的基准它是标注设计尺寸的起点 2．工艺基准概念工艺基准是在工艺过程中所使用的基准分类定位基准工序基准测量基准和装配基准 1 定位基准概念在加工中用作定位的基准称为定位基准它是工件上与夹具定位元件直接接触的点线或面分类粗基准和精基准 2 工序基准概念在工序图上用来标定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基准称为工序基准注意序基准应当尽量与设计基准相重合 3 测量基准概念件测量时所采用的基准称为测量基准 4 装配基准概念装配时用以确定零件在机器中位置的基准称为装配基准数控机床夹具的类型和特点１．机床夹具的类型１按夹具的使用特点分类①通用夹具②专用夹具③可调夹具④组合夹具⑤拼装夹具机床夹具的组成和作用 1．机床夹具在机械加工中的作用 1 保证加工精度 2 提高生产率降低成本 3 扩大机床的工艺范围 4 减轻工人的劳动强度 2．夹具的组成 1 定位元件定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置 2 夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢保证工件在加工过程中受到外力切削力等作用时不离开已经占据的正确位置 3 对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置 4 连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件 5 夹具体夹具体是机床夹具的基础件 6 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件若需加工按一定规律分布的多个表面时常设置分度装置为了能方便准确地定位常设置预定位装置对于大型夹具常设置吊装元件等①通用夹具概念已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具称为通用夹具特点优点适应性强可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件缺点夹具的精度不高生产率也较低且较难装夹形状复杂的工件故一般适用于单件小批量生产中②专用夹具概念专为某一工件的某道工序设计制造的夹具称为专用夹具特点优点在产品相对稳定批量较大的生产中采用各种专用夹具可获得较高的生产率和加工精度缺点设计周期较长投资较大③可调夹具概念某些元件可调整或更换以适应多种工件加工的夹具称为可调夹具分类①通用可调夹具通用范围比通用夹具更大②成组夹具专用可调夹具特点对不同类型和尺寸的工件只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用④组合夹具概念采用标准的组合元件部件专为某一工件的某道工序组装的夹具称为组合夹具特点使用组合夹具可缩短生产准备周期元件能重复多次使用可减少专用夹具数量⑤拼装夹具概念用专门的标准化系列化的拼装零部件拼装而成的夹具称为拼装夹具特点优点具有组合夹具的优点但比组合夹具精度高效能高结构紧凑２按使用机床分类车床夹具铣床夹具钻床夹具镗床夹具齿轮机床夹具数控机床夹具自动机床夹具自动线随行夹具其他机床夹具３按夹紧的动力源分类工件的定位和夹紧工件定位的基本原理 1．六点定位原理①概念用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则称为六点定位原理②六点定位原理应注意 1 定位支承点限制工件自由度的作用应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触 2 一个定位支承点仅限制一个自由度一个工件仅有六个自由度所设置的定位支承点数目原则上不应超过六个 3 分析定位支承点的定位作用时不考虑力的影响 2．工件定位中的几种情况 1 完全定位概念工件的六个自由度全部被限制的定位 2 不完全定位概念根据工件的加工要求并不需要限制工件的全部自由度的定位 3 欠定位概念根据工件的加工要求应该限制的自由度没有完全被限制的定位 4 过定位概念夹具上的两个或两个以上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的现象①过定位可能导致的后果 A工件无法安装 B造成工件或定位元件变形②消除或减小过定位所引起干涉的方法 A 改变定位元件的结构使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用 B合理应用过定位提高工件定位基准之间以及定位元件的工作表面之间的位置精度定位方法及定位元件概念工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副 1．工件以平面定位 1 支承钉①球头支承钉②齿纹头支承钉③平头支承钉④可调支承⑤自位支承 2 支承板 2．工件以圆柱孔定位定位方式的基本特点是定位孔与定位元件之间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 1 圆柱销2 圆柱心轴心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车铣磨及齿轮加工 3 圆锥销工件以圆柱孔在圆锥销上定位 4 小锥度心轴 3．工件以圆锥孔定位 1 圆锥形心轴圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其它五个自由度 2 顶尖即为锥孔与锥销配合两个中心孔是定位基面所体现的定位基准是由两个中心孔确定的中心线 4．工件以外圆柱表面定位 1 V形架V形架定位的最大优点是对中性好 V形架可分为固定式和活动式2 定位套一般适用于精基准定位常与端面联合定位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 com 组合表面定位最常用的就是一面两孔定位一平面和一圆柱销及削边销其它组合定位方式还有以一孔及其端面定位齿轮加工中常用有时还会采用V 形导轨燕尾导轨等组合成形表面作为定位基面夹紧装置的组成及基本要求 1．夹紧装置的组成 1 力源装置产生夹紧作用力的装置所产生的力称为原始力 2 中间传力机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构 3 夹紧元件夹紧装置的最终执行件与工件直接接触完成夹紧作用 2．对夹具装置的要求 1夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置 2 夹紧力大小要适当 3 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应并有良好的结构工艺性尽可能采用标准化元件 4夹紧动作要迅速可靠且操作要方便省力安全 2．数控加工夹具的特点①数控加工适用于多品种中小批量生产为能装夹不同尺寸不同形状的多品种工件数控加工的夹具应具有柔性经过适当调整即可夹持多种形状和尺寸的工件②由机床解决对刀问题由程序控制的准确的定位精度可实现夹具中的刀具导向功能要求具有定位和夹紧功能③为适应数控加工的高效率数控加工夹具应尽可能使用气动液压电动等自动夹紧装置快速夹紧以缩短辅助时间④夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求⑤夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工⑥夹具的定位要可靠定位元件应具有较高的定位精度定位部位应便于清屑无切屑积留⑦对刚度小的工件应保证最小的夹紧变形 2．粗基准选择原则 1 选择重要表面为粗基准 2 选择不加工表面为粗基准 3 选择加工余量最小的表面为粗基准 4 选择较为平整光洁加工面积较大的表面为粗基准 5 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次概念基准重合原则即选用设计基准作为定位基准以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差基准不重合误差由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的误差基准不重合误差的大小等于设计工序基准与定位基准之间的联系尺寸a 定位尺寸的公差Ta 概念某些要求加工余量小而均匀的精加工工序选择加工表面本身作为定位基准称为自为基准原则 3．定位基准选择示例如下图所示为车床进刀轴架零件若已知其工艺过程为 1划线 2粗精刨底面和凸台 3粗精镗φ32H7孔 4钻扩铰φl 6H9孔试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度解第一道工序划线当毛坯误差较大时采用划线的方法能同时兼顾到几个不加工面对加工面的位置要求选择不加工面R22㎜外圆和R15㎜外圆为粗基准同时兼顾不加工的上平面与底面距离18㎜的要求划出底面和凸台的加工线第二道工序按划线找正刨底面和凸台第三道工序粗精镗φ32H7孔加工要求为尺寸32±01㎜6±01㎜及凸台侧面K的平行度003㎜根据基准重合的原则选择底面和凸台为定位基准底面限制三个自由度凸台限制两个自由度无基准不重合误差第四道工序钻扩铰φ16H9孔除孔本身的精度要求外本工序应保证的位置要求为尺寸4±01㎜51±01㎜及两孔的平行度要求002㎜根据精基准选择原则可以有三种不同的方案 1底面限制三个自由度K面限制两个自由度 2φ32H7孔限制四个自由度底面限制一个自由度 3底面限制三个自由度φ32H7孔限制两个自由度此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现对于三个设计要求均为基准重合唯φ32H7孔对于底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行度应当在镗φ32H7孔时加以限制 2 工件的定位与夹紧方案的确定首先应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求同时注意下列三点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在一次定位装夹中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③避免采用占机人工调整方案以免占机时间太多影响加工效率夹具的选择 1数控加工的特点对夹具提出的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 2应考虑的其他几点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在成批生产时才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。
找正装夹方案及夹具选择找正装夹方案1．数控车削零件的装夹定位及定位基准选择原则（1）工件装夹定位要求数控车削零件工件径向定位后必须保证工件坐标系Z轴与机床主轴轴线同轴，同时还要保证加工表面径向的工序基准（或设计基准）与机床主轴回转中心线的位置满足工序（或设计）要求。
工件轴向定位后要保证加工表面轴向的工序基准（或设计基准）与工件坐标系X轴的位置要求。
批量加工时，若采用三爪自定心卡盘装夹，工件轴向定位基准可选工件的左端面或左側其他台肩面以方便定位；若采用两顶针装夹，为保证定位准确，工件两中心孔倒角可加工成准确的圆弧形倒角，这时顶针与中心孔圆弧形倒角接触为一条环线，轴向定位非常准确，适合数控加工精确性要求。
若单件加工，不需轴向定位，可用对刀的方法建立工件坐标系。
（2）定位基准（指精基准）的选择原则：1）基准重合原则为避免基准不重合误差，应选用工序基准（设计基准）作为定位基准，并使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。
因为当加工面的工序基准与定位基准不重合且加工面与工序基准不在一次安装中同时加工时，会产生基准不重合误差。
2）基准统一原则在多工序或多次安装中，选用相同的定位基准，对数控加工保证零件的位置精度非常重要。
3）便于装夹原则选用的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单，敞开性好，操作方便，能加工尽可能多的内容。
4）便于对刀原则批量加工时，在工件坐标系已定，采用不同的定位基准为对刀基准建立工件坐标系，会使对刀的方便性不同，甚至无法对刀，这时要分析此种定位方案能否满足对刀操作要求，否则原设工件坐标系须重新设定。
2．数控车削零件的装夹找正把工件从定位到夹紧的整个过程称为工件的装夹。
数控车床装夹工件时，必须将工件表面的回转中心轴线，找正到与数控车床的主轴中心线重合。
（1）工件常用装夹方式1）在三爪自定心卡盘上装夹三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需找正。
三爪自定心卡盘装夹工件夹紧力较小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
