5零件的定位与装夹

第1章1．数控〔NC〕和电脑数控〔CNC〕的联系和区别是什么？答：数字控制〔NC〕简称数控，是指用数字化信号对控制对象进行控制的方法也称数控技术。

我们把以电脑系统作为数控装置构成的数控系统称为电脑数控系统〔CNC〕。

CNC系统的数字处理功能主要由软件实现，因而十分灵活，并可以处理数字逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的功能大大提高。

2．数控机床由哪几部分组成，各组成部分的功能是什么？答：〔1〕程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。

〔2〕数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。

〔3〕伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。

〔4〕机床主体〔主机〕：包括机床的主运动、进给运动部件。

执行部件和基础部件。

3．简述闭环数控系统的控制原理，它与开环数控系统有什么区别？答：控制原理：闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将检测量到的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。

区别：闭环控制系统有反馈装置，而开环没有。

4．选择数控机床的时候应该考虑哪几方面的问题？答：(1)机床的类别(车、铣、加工中心等)、规格(行程范围)、性能(加工材料)。

(2)数控机床的主轴功率、扭矩、转速范围，刀具以及刀具系统的配置情况。

(3)数控机床的定位精度和重复定位精度。

(4)零件的定位基准和装夹方式。

(5)机床坐标系和坐标轴的联动情况。

(6)控制系统的刀具参数设置，包括机床的对刀、刀具补偿以及A TC等相关的功能。

5．数控技术的发展趋势表现在哪几个方面？答：高速高精度、智能化、开放式数控系统、网络数控技术、提高数控系统的可靠性、实现数控装备的复合化、CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造。

浅析车床工件的装夹与定位摘要：车床用于加工回转体零件，零件表面都是围绕机床主轴的旋转轴线而成形的，了解工件的夹紧与定位的概念，定位原理及方式对车削加工中减少定位误差具有一定意义。

关键词：工件装夹定位原则定位误差1、车床工件的装夹与定位1.1 工件的安装在机械加工过程中为确保加工精度，首先要将工件装在机床上，并占据一个正确的位置，这就是工件的定位。

工件定位后，为了使其在加工过程中始终保持这一位置，必须把它压紧夹牢，这称为工件的夹紧，从定位到夹紧的整个过程称为对工件的安装。

常用的车床工件安装方法有以下几种：用顶尖安装工件；用三爪卡盘装夹工件；用其它附件安装工件；心轴安装工件等。

安装工件的主要要求是位置准确、装夹牢固。

1.1.1 工件安装的基本原则在车床上安装工件的原则是要合理地选择定位基准和夹紧方案。

为了提高车削的加工效率，应注意以下几点：一是力求基准统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量；二是尽量减少装夹次数，提高加工表面之间的相互位置精度；三是当零件批量不大时，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；四是装夹零件要方便可靠，避免采用占机人工调整的装夹方式，以提高生产效率。

1.2.2 工件的安装方式工件的安装有一次安装法和多次安装法。

一次安装法是用专用夹具装夹实现的。

多次安装法是在工件的加工中，经常采用的方法。

[1]1.2 工件的夹紧车削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。

1.2.1 对工件夹紧的基本要求夹紧要求有四点：一是工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置；二是夹紧力的大小适当，即防止产生大的夹紧变形，也要使得加工振动现象尽可能小；三是操作方便、安全、省力；四是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。

1.2.2 夹具的选择一般机床夹具都有一个夹紧装置，为保证工件定位时所确定的正确加工位置。

1 序言有过机械加工经历的人，一定会知道工件的定位与装夹对于加工的重要性。

毫不夸张的说，随着现代科学技术的不断进步，各种先进的数控机床、高智能化CAM软件及高品质刀具不断涌现，各种形状、结构及精度的工件特征很容易被加工出来，反而是加工过程中的一些辅助工作，解决起来，往往会让工艺人员与设备操作人员感觉十分头痛棘手。

安排加工一款工件，如何解决好对工件的定位与装夹，是工艺人员与操作人员动刀前首先需要考虑的两大技术问题，加工一款工件，工件的定位与装夹的选择和安排的合理与否，对于产品的加工质量与加工效率以及对操作人员的可操作性，都具有很大的影响。

对于一些规则结构的工件，加工过程中的定位与装夹自然很容易选择，但对于一些不规则复杂结构、铸件及薄壁等工件，要想合理解决好工件的定位与装夹，还是很需要费一番周折、动一番脑筋的，笔者就职于一家航天加工制造企业，在生产一线从事工艺设计与数控编程工作已有近30年的经验，对于不同结构工件的加工，司空见惯，对于解决工件加工定位与装夹积累了相当多的经验，现对怎样解决工件定位与装夹的共性经验总结如下，希望对同行们解决此类问题有所启示与帮助。

2 工件的定位选择好工件的定位的基准，是动刀加工前的关键一环，工件定位基准选择的合理与否，对于确保加工工件的尺寸，有着十分重要的影响。

一般工件，都会有长、宽、高3个方向的尺寸，所以，标注尺寸的基准就会有3个方向的基准，选择定位基准，在通常情况下，会优先选择设计基准作为定位基准，如果设计基准不便作为加工的定位基准，那就应选择其他的点、线或面进行基准的合适转化。

加工的定位基准，通常用得比较多的方式有：相互垂直的相邻垂直角三面定位、两销一面定位。

对于规则形状的工件来说，定位基准很容易选择；而对于不规则形状的工件，工件本体上几乎没有用得着的作为定位用的基准的定位平面或孔，这就要求工艺设计人员，在进行工艺设计时预留出工件加工的定位基准，以方便工件定位，至于怎样预留定位，下文会选择几种典型零件加以说明，在此不再赘述。

第五章课后题1.机床夹具通常由哪些部分组成？各组成部分的功能如何？（1）定位元件和定位装置:确定工件在夹具中的位置（2）夹紧装置：保持工件在夹具中的既定位置（3）对刀-导向元件：确定刀具在加工前正确位置（4）连接元件：确定夹具在机床上的位置（5）夹具体：夹具的基础件（6）其他装置：分度装置、吊装元件等2.什么是装夹？装夹有哪三种方式？哪种装夹方式适用于大批量生产？工件的定位和夹紧的过程称为装夹。

（1）直接找正装夹（2）划线找正装夹（3）夹具装夹：适应于大批量生产3.什么是定位基准？什么是六点定位原理？在加工中用作定位的基准。

（在第四章中介绍）任何工件都具有六个自由度，这六个自由度需要用夹具按一定规则布置的六个定位支承点来限制，每个定位点相应地限制工件一个自由度，可以实现工件的六点定位。

4.试举例说明什么叫工件在夹具中的完全定位、不完全定位、欠定位和过定位？哪些是允许使用的，哪些是有条件使用的，哪些是绝对不允许使用的？完全定位：工件的六个自由度全部被限制不完全定位：根据加工需求，不必完全限制六个自由度的定位欠定位：实际限制的自由度少于按加工要求的自由度数。

这是不允许使用的过定位：支承点数多于所限制的自由度数，有条件使用。

5.固定支承有哪几种形式？各适用于什么场合？固定支承是一经安装到夹具上后，高度方向和尺寸是固定不变的。

固定支承有支承钉和支承板。

支承钉：以粗基准定位时，因定位基准面粗糙不平，必须用较远的三个定位支承点。

精基准定位有时也应以支承钉来定位。

支承板：大中型工件，以及经过精加工的平面定位。

6.什么是自位支承、可调支承和辅助支承？三者的特点和区别何在？使用辅助支撑和可调支撑时应注意什么？可调支承：顶端位置能在一定范围内调整，定位作用相当于固定支承。

自位支承（浮动支承）：支承点的位置能够随工件定位基准面的变化自动与之适应。

辅助支承：辅助支承只在基本支承对工件定位后才参与支承，不允许辅助支承破坏基本支承的定位作用。

工件的装夹与定位一、工件的装夹在机床上加工工件时，为使工件在该工序所加工表面能达到规定的尺寸与形位公差要求，在开动机床进行加工之前，必需使工件在夹紧之前就相对于机床占有某一正确的位置，此过程称为定位。

工件在定位之后还不肯定能承受外力的作用，为了使工件在加工过程中总能保持其正确位置，还必需把它压紧，此过程称为夹紧。

工件的装夹过程是定位过程和夹紧过程的综合。

定位的任务是使工件相对于机床占有某一正确的位置，夹紧的任务则是保持工件的定位位置不变。

定位过程与夹紧过程都可能使工件偏离所要求的正确位置而产生定位误差与夹紧误差。

定位误差与夹紧误差之和称为装夹误差。

工件装夹有找正装夹和夹具装夹两种方式。

找正装夹又可分为直接找正装夹和划线找正装夹。

1.直接找正装夹用划针、千分表直接按工件表面找正工件的位置并夹紧，称为直接找正装夹。

直接找正装夹效率低，对操作工人技术水平要求高，但如用精密检具细心找正，可以获得很高的定位精度(0.010~0.005mm)，多用于单件小批生产或装夹精度要求特殊高的场合。

2.画线找正装夹依据零件图要求在工件上划出中心线、对称线和待加工面的轮廓线、找正线，然后按找正线找正工件在机床上的位置并夹紧，这种装夹方法称为划线找正装夹。

与直接找正装夹方法相比，划线找正方法增加了一道技术水平要求高且费工费事的划线工序，生产效率低；此外，由于所划线条自身就有肯定宽度，故其找正误差大(0.2~0.5mm)。

划线找正装夹方法多用于单件小批生产中难以用直接找正方法装夹的外形较为简单的铸件或锻件。

3. 夹具装夹产量较大时，无论是划线找正装夹，还是直接找正装夹，均不能滿足生产率要求。

这时，一般均须用夹具来装夹工件。

夹具事先按肯定要求安装在机床上，工件按要求装夹在夹具上，不需找正就可进行加工。

使用夹具装夹工件，不仅可以保证装夹精度，而且可以显著提高装夹效率，还可减轻工人的劳动强度，对工人技术水平要求也不高。

成批生产和大量生产中广泛采纳夹具装夹工件。

机械设计基础学习如何进行机械零件的装夹与定位机械设计是一门综合性较强的学科，其中装夹与定位作为机械设计的重要内容之一。

在机械设计中，装夹与定位是保证机械零件在装配过程中保持相对位置和互不干涉的重要环节。

本文将介绍机械零件的装夹与定位的基本概念、方法与技巧。

一、机械零件装夹的基本概念与方法装夹是指将机械零件固定在装配位置上以保持其相对位置不变。

在机械设计中，装夹通常包括三个方面的内容：装夹方式、装夹位置和装夹方法。

1. 装夹方式装夹方式主要包括直接装夹和间接装夹两种形式。

直接装夹是将零件直接固定在基座或装配台上，常用的直接装夹方式有螺纹连接、焊接等。

间接装夹是通过夹具等装夹工具将零件固定在装配位置上。

2. 装夹位置装夹位置是指零件在装配过程中的相对位置。

为了保证装配的准确性，装夹位置通常是通过装夹面、装夹孔、装夹楔等装夹部件来确定。

3. 装夹方法装夹方法是指采用何种方式将机械零件装夹在装配位置上。

常见的装夹方法有紧固装夹、中心定位、弹性装夹等。

不同的装夹方法适用于不同的装配要求，设计者需要根据具体情况进行选择。

二、机械零件定位的基本概念与方法定位是指保证机械零件在装配过程中正确的相对位置和方向。

在机械设计中，定位通常包括位置定位和方向定位两个方面。

1. 位置定位位置定位是指确定零件在装配位置上的准确位置。

位置定位通常通过位置销、定位孔、定位销等定位部件来实现。

这些定位部件通常被设计为零件的一部分，并在装配过程中起到相对定位的作用。

2. 方向定位方向定位是指确定零件在装配过程中正确的方向。

为了保证零件装配的正确，通常会采用方向销、方向孔等方向定位方案。

方向定位是为了确保零件在装配过程中具有正确的朝向。

三、机械零件装夹与定位的技巧与注意事项在机械零件的装夹与定位过程中，有一些技巧与注意事项需要注意，以保证装夹与定位的准确性和可靠性。

1. 选择合适的装夹方式和方法根据不同的装配要求和零件特性，选择合适的装夹方式和方法是十分重要的。

第一章工件的装夹---本书重点工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。

定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。

工件位置的正确与否，用加工要求来衡量夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工的正常进行。

定位、夹紧装夹在装夹工件----------→夹具-----→机床<------刀具§1.1 工件定位的基本原理一. 六点定则在空间直角坐标系中，工件可以沿X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件沿X、Y、Z的位置自由度，用X、Y、Z表示；也可以绕X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件绕X、Y和Z轴的角度自由度，用X、Y、Z表示。

用以描述工件位置不确定性的X、Y、Z和X、Y、Z，称为工件的六个自由度。

用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。

XOY面中，1，2，3支撑点：Z,X,YYOZ 面中，4，5点：X,ZZOX面中，6点：Y支承点的分布必须合理:工件底面上的三个支承点应放成三角形，三角形的面积越大，定位越稳。

工件侧面上的两个支承点不能垂直放置.注意：(1).定位就不能脱离，始终保持接触(2).不考虑受力，受力后不脱离定位面---夹紧的任务二. 限制工件自由度与加工要求的关系按照加工要求确定工件必须限制的自由度，在夹具设计中是首先要解决的问题。

加工要求-→工件需要限制的自由度<---→定位元件的选择表1-2 满足加工要求必须限制的自由度1.完全定位：工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。

2.不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位。

在工件定位时，以下几种情况允许不完全定位：l）加工通孔或通槽时，沿贯通钢的位置自由度可不限制。

2）毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。

3）加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。

1型腔模电火花加工时选择电规准的原则是什么？答：电规准的正确选择和转换，是实现低损耗、提高生产率、保证型腔加工精度和经济效益的重要环节。

一般选用宽脉冲（电极损耗ti>400us）、大峰值电流，用负极性进行粗加工；选用脉冲宽度ti=20~400us,用比粗加工小的电流密度进行中规准加工。

精加工时常采用窄的脉冲宽度（电极损耗ti<20us）和小的峰值电流进行加工。

2电解液在电解加工过程中的作用？答：1作为导电解质传递电流；2在电场作用下进行电化学反应，使阳极溶解能顺利有控制的进行；3及时地把加工间隙内产生的电解产物及热量带走，起更新与冷却作用。

3数控电火花线切割加工适合加工那些零件？答：1加工模具适合于各种形状的冲模2加工电火花成型加工用的电极3加工零件及直接切割试制新品。

4特种加工的特点是什么？答：1不是主要靠机械加工，而是主要用其它的能量（电、化学、光、声、热）去除材料2工具硬度可以低于被加工材料的硬度3加工过程中工具和工件之间不存在显著的切削力。

1电铸加工工艺的主要特点，主要用于什么类型零件的加工？答：特点：1制精度很高，可获得尺寸和形状精度要求高、花纹细致。

复杂的型腔。

2可用一个标准母模复制出多个形状一致的型腔或电铸电极，适应性广泛。

3使用设备简单、操作容易、铸成后不需热处理等。

4电铸加工速度慢、周期长、成本高。

类型：1复制精细的表面轮廓花纹，如唱片模，工艺美术品模、纸币、邮票的印刷版2复制注塑用的模具、电火花型腔加工用的电极工具。

3制造复杂、高精度的空心零件和薄壁零件，如波导管等。

4制造表面粗糙度标准样块、反光镜、表盘导形孔喷嘴等特殊零件。

2特种加工带来的变革并举例？答：1提高了材料的可加工性。

是材料的加工范围变得更广，可以加工硬质合金、超硬材料和特殊材料。

例如，对电火花、线切割加工而言，淬火钢比为淬火钢更易加工。

2改变了零件的典型工艺路线。

例如，电火花线切割加工等必须先淬火后加工。