数控机床的夹具及其应用

（一） 数控加工夹具的特点 （二） 数控机床夹具的类加工过程中，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：确定工件在夹具中的正确位置 • (2) 夹紧：保证工件在加工工程中不会由于 外力作用而改变位置，同时防止和减少震动。
• (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。
• 3．工件以孔定位 • 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。齿轮、连杆、套筒、盘盖 类零件常用圆柱孔定位。 • (1) 圆柱销 （图） • (2) 定位心轴 （图） • 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 （图a、b） • 工件以圆柱孔在圆锥销上定位
• (2)按通用化程度分
• ①通用夹具 • ②专用夹具
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。
• 3．偏心夹紧 图 • 利用偏心件直接或间接夹紧工件的机构。 工作特点: 优点是操作方便，动作迅速，结构简单； 缺点是工作行程和夹紧力都小，自锁性不 如螺旋夹紧好，结构不耐振， 适用场合：适用于切削平稳且切削力不大 的场合，常用于手动夹紧机构。
三 数控加工常用夹具 （一） 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。

2. 工件以外圆柱面定位 （1）支承定位 最常见的是V形块定位。
（2）定心定位 三爪自动定心卡盘和弹簧夹头
3.
工件以圆孔定位 （1） 定位销
（2） 圆柱心轴
（3） 圆锥销
（4） 圆锥心轴
4.
工件以一面两孔定位 利用工件上的一个大面和与该平面垂直的两个圆孔作 为定位基准。为了避免过定位，将其中一个销做成削 边销（菱形销）。菱形销不限制X自由度。
（1）粗基准的选择 ① 为保证不加工表 面与加工表面之间的 位置要求，应选择不 加工表面为粗基准。
② 为保证重要 加工面的余量 均匀，应选择 重要加工面为 粗基准。
③ 为保证各加工 面都有足够的加 工余量，应选择 毛坯余量最小的 面作为粗基准。
④ 粗基准比较粗糙且精度低，一般在同 一尺寸方向上不应重复使用。 ⑤ 作为粗基准的表面，应尽量平整，没 有浇口、冒口或飞边等其他缺陷，以便 使工件定位可靠，夹紧方便
② 测量基准 测量时所采用的基准。
③
④
工序基准 在工序图上用来确定本工序所加工表面加 工后的尺寸、形状、位置的基准。 定位基准 在加工中确定工件的位置所采用的基准。
2. 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准两种。用未 加工过的毛坯表面作为定位基准的称为 粗基准；用已加工过的表面作为定位基 准的称为精基准。
（5） 随行夹具 随行夹具是在自动线加 工中针对某一种工件所采用的一种夹具。 除了有装夹工件的功能以外，它还担负 着自动线输送工件的任务。
2．按使用机床类型分类
可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、 镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹 具。
3．按驱动夹具工作的动力源分类
可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、 电动夹具、磁力夹具、真空夹具以及自 夹紧夹具。

夹具的概念及作用数控机床夹具的类型和特点应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”。

１．机床夹具的类型夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。

在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。

在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。

机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。

常用的分类方法有以下几种。

（１）按夹具的使用特点分类根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。

①通用夹具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，其结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。

这类夹具适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。

这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。

其缺点是夹具的精度不高，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专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。

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。

专用夹具的设计周期较长、投资较大。

专用夹具一般在批量生产中使用。

除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。

③可调夹具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。

可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。

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。

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。

▪ 对模具制造中经常遇到的各种复杂曲面轮廓，可采用多轴联动 的数控铣床来加工。这类数控机床能同时控制多轴进行插补运算， 对位移和速度进行严格的不间断控制。
数控刀具的选择
▪ 刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一。刀具选择 合理是否不仅影响数控机床的加工效率，而且还直接影响加工质量。 选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容和工件材料等等因 素。
模具制造工艺学
数控机床、刀具和夹具的选择与使用
▪ 数控机床的合理使用 ▪ 1 数控机床的选用原则
▪ 目前，我国生产的数控机床有高档、中档、及经济型3个档次， 经济性数控机床的性能现已有了质的提高，而价格却只有中档数控 的几分之一至十几分之一，应可能选用。
数控机床、刀具和夹具的选择与使用
▪ 数控机床的合理使用 ▪ 2 曲面加工与坐标轴数的选择
1.3 夹具的设计和使用
▪ 对数控机床夹具设计使用的具体要求
3 夹具的设计要方便加工零件的装卸，夹具要能迅速完成零件的 定位、夹紧和拆卸过程。为此，夹具的设计要力求结构简单，整体 性能好，不得有零碎的配件和繁杂的结构。为有效缩短辅助工作时 间，保证装夹的可靠，数控机床夹具常采用气动、液压和偏心夹紧 方式夹紧工件。
切屑缠绕都会影响加工的正常进行，因此，应合理选用断屑槽的形
状、尺寸与切削用量，保证断屑的可靠。
刀柄
▪ 刀柄是加工中心必备的辅助工具，用以将刀具与机床主轴连接 起来。由于加工中心有自动交换刀具的功能，所以刀柄必须满足机 床主轴自动松开和拉紧定位的要求，且能在机械手的夹持下与搬运 下，准确地安装各种切削刀具。
1.3 夹具的设计和使用
▪ 对数控机床夹具设计使用的具体要求
2 为适应数控加工高强度、大切削量的特点，数控夹具的结构应 具备足够的强度与刚度，以避免在振动与装夹力的作用下产生变形； 要避免工件在受强力切削时位置发生错动，数控夹具对工件的夹紧 力就要大一些，为防止过大的夹紧力与较大的切削力使工件产生变 形，夹具的定位点、支撑受力点、夹紧点的选择应慎重。

（ 组 合夹具 ： ４） 采用标准 的组合 元件 、 件 。 为某一 工件 的某 部 专
一
道 工序组装 的夹具 ， 为组 合夹具 。 合夹具 是一种标 准化 的夹 称 组
具。标 准的模块 元件具 有较高 的精度 和耐磨 性 ，随意组成 各种 夹 具。夹具用毕 可 以拆 卸 ， 洗后可 以组装新 的夹具 。因此 组合夹 具 清 在单件、 小批 量 、 中批 量 多品种 生产 和数 控加 工 中 ， 一种 经济 型 是
ｌ 家 横Ｉ－【 声】 百 纵 ． 心 Ｉ
浅谈 数控机 床夹具 的学 习
河南
学生们 在学 习数控知识 的同时 ， 往只重 视数控 程序 的编 写 。 往
却忽略 了一 个非 常重要 的内容 ， 那就是 数控机 床夹具 的使用 。 用 使
洛阳
●马
丽
较低 ， 且难 以装夹形状复杂 的工件 ， 故一般使 用于单件小批量 生产 。 （ ２ 专用 夹具 ： 为某一 工件 的某 一道 工序 设计 制造 的夹 具 。 ｌ 专 称 为专用夹 具。在产 品相对 稳定 、批量较 大的 生产 中采 用专 用夹
的夹具 。
学生 知其然 ， 能知其 所 以然 ， 更 才能充 分 灵活地 选用 和使 用夹 具 ， 对数 控机床夹具 的使用 有非常 大的帮助 。
１ 数 控 机 床 夹 具 的 作 用 ．
机 床夹具是 一种装 夹工件 的工艺装备 ， 的用 途非 常广泛 ， 它 应
用于机械 制造过 程的切 削加工 、 处理 、 配 、 热 装 焊接 、 检测 等工艺 过
长 、 资较大 。 投
（） ３ 可调 夹具 ： 某些 元件 可 以调整 或更 换 ， 以适应 多种 工件 加 工 的夹具 ， 为可调 夹具 。对 不 同类 型和尺 寸的 工件 ， 需要调 整 称 只 或更 换原来 夹具上 的个别元 件和夹 紧元件 即可使 用。 在多品种 、 小

第四章机床常用夹具第一节机床夹具概述机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。

一、机床夹具的主要功能在机床上加工工件时，必须用夹具装好夹牢工件。

将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。

将工件夹牢，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。

从定位到夹紧的全过程，称为装夹。

机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。

工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。

工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。

找正装夹方法是以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，将工件正确定位，然后将工件夹紧，进行加工。

如图4-1所示，在铣削连杆状零件的上下两平面时，若批量不大，则可在机用虎钳中，按侧边划出的加工线痕，用划针找正。

这种方法安装方法简单，不需专门设备，但精度不高，生产率低，因此多用于单件、小批量生产。

夹具装夹方法是靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、机床的正确位置。

图4-2所示为铣削连杆状零件的上下两平面所用的铣床夹具。

这是一个双位置的专用铣床夹具。

毛坯先放在I位置上铣出第一端面（A面），然后将此工件翻过来放入II位置铣出第二端面（B面）。

夹具中可同时装夹两个工件。

图4-3所示为专供加工轴套零件上φ6H9径向孔的钻床夹具。

工件以内孔及其端面作为定位基准，通过拧紧螺母将工件牢固地压在定位元件上。

通过以上实例分析，可知用夹具装夹工件的方法有以下几个特点：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（也有在加工过程中再进行找正的），因此，工件通过夹具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。

民营 科技 ２ ０ １ ３ 年第８ 期
科 技 论 坛
浅谈 数控机 床夹具 的重要性
王 庆 捷
（ 秦 皇岛北方管业有限公司 ， 河北 秦皇 岛 ０ ６ ６ ０ ０ ４ ） 摘 要： 在 日常的生产活动中对 工件进行机械加 工时， 为 了保证 所加 工的达到所要求的 ， 必须要使 工件相对应到机床 正确的位置 ， 而且保证这个加工位置不会 因为外界的变化而受到 影响 。因此 ， 在进行 生产加工的 时候 ， 安装好相应的夹具是 至关重要 的。 关键词 ： 机床 ； 夹具 ； 元 件
‘ 力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变 ， 夹紧可 １ ． １ 机床夹具 的组成。 １ ） 定位装置 ； 是工作的地方是夹具 占据的地方。 靠牢固， 振动小， 又不超出允许的变形 。ｃ ． 夹紧装置的复杂程度应与工 ２ ） 夹紧装置； 是将原件牢牢固定 ， 保证工件在加工过程 中受到外力作 件的生产纲领相适应。 工件生产批量越大 ， 越应谢 斗 较 复杂 、 效率较高 用时不会因为外力所造成的影响而偏离正确位置。３ ）对刀或导 向装 的夹紧装置。ｄ 具有 良好的结构工艺性 。力求简单 ， 便于制造维修 ， 操 １ 机 床
置； 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置 。 ４ ） 连接原件 ； 定位夹 具在机床上是否在正确的位置上。５ ） 夹具体 ； 夹具体是机床夹具 的基 础件 ， 通过它将夹具的所有元件连接成—个整体 。 ６ ） 其他元件或装置； 是夹具中因特殊需要而设置的元件或装置。 １ ． ２ 机床的分类。１ ） 按夹具的使用特点可分为： 通用夹具 ， 专用夹具 ， 可调夹具 ， 组合夹具， 拼装夹具。 ２ ） 按使用机床可分为 ： 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， 自动线随行夹具以及其他机床夹具。 １ ． ３ 工件的夹装方法。工件装夹的方法有两种 ： １ ） 将工件直接装夹在 机床的工作台或花盘上。 ２ ） 将工件装夹在家具 Ｅ 。 应用第一种方法会 使工作效率过低 ， 一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线， 划 出 加工表面的尺寸和位置， 装夹时， 用划针或面分表找正后再夹紧。 一般 用于单件和／ Ｊ 、 批生产。批量较大时， 都采用夹具装夹工件。 采用夹具装夹工件有如下优点： ａ 精度高 ， 质量好 。 ｂ 辅 助时间短 ， 劳动生产率高。ｃ ． 扩大机床的使用范围， 实现“ 一机多能” 。ｄ 改善工人 的劳动条件， 生产成本降低。 ｌ ｜ ４ 工件的夹装定位。 在工件定位时 ， 以下情况允许不完全定位： １ ） 加

CNC机床加工中的工作夹具设计与优化近年来，随着制造业的发展和自动化生产的普及，CNC（计算机数控）机床成为制造企业的重要设备。

而在CNC机床加工过程中，工作夹具的设计与优化对于提高生产效率和产品质量至关重要。

本文将探讨CNC机床加工中的工作夹具设计与优化的方法和要点。

一. 工作夹具的设计原则在CNC机床加工中，工作夹具的设计应遵循以下原则：1. 稳定性：工作夹具应具有足够的刚性和稳定性，能够确保工件在加工过程中不发生位移或振动。

这需要在设计过程中考虑到工件的几何形状、质量和加工力的大小，合理选择夹具的结构和材料。

2. 可靠性：工作夹具的设计应考虑到操作者的安全和操作的可靠性。

夹具的结构应简单可靠，易于操作和调整，能够确保工件的定位和夹持的准确性。

3. 效率：工作夹具的设计应尽可能提高加工效率，减少生产时间和成本。

这需要在设计过程中充分考虑工件的装夹和夹持方式，合理选择夹具的类型和数量。

4. 灵活性：工作夹具的设计应具有一定的灵活性，能够适应不同类型和尺寸的工件加工。

这需要在设计过程中考虑到工件的变化范围，采用可调节和可替换的夹具部件。

二. 工作夹具的设计步骤在进行CNC机床加工中的工作夹具设计时，可以按照以下步骤进行：1. 确定工作夹具的类型：根据工件的形状、材料和加工要求，选择合适的工作夹具类型，如平口夹具、滑板夹具、分度夹具等。

2. 设计夹具的结构：根据工件的加工要求和夹持方式，设计夹具的结构和形状。

在设计过程中，要考虑到夹具的刚性、稳定性和可靠性，避免产生位移或振动。

3. 选择夹具材料：根据工作夹具的要求和加工环境的特点，选择合适的夹具材料，如钢、铝合金、高强度塑料等。

夹具材料应具有足够的强度和刚性，同时要考虑到重量和成本的因素。

4. 设计夹持方式：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹持方式，如机械夹持、真空吸盘、气缸夹持等。

夹持方式应能够确保夹具与工件的接触面积大、夹持力均匀。

5. 进行夹具的工程设计：根据夹具的结构和形状，进行夹具的工程设计，包括零件的选择和计算、工艺的确定和绘制等。

数控机床的零件夹紧与定位技巧数控机床作为现代制造业中的重要设备，在工业生产中起着至关重要的作用。

而其中，零件夹紧与定位技巧是数控机床加工过程中的关键环节之一。

本文将从夹紧与定位的基本概念、常用夹具类型、夹具设计原则以及夹具使用技巧等方面进行探讨，旨在帮助读者深入了解数控机床的零件夹紧与定位技巧。

首先，我们需要明确夹紧与定位的概念。

夹紧是指将工件牢固固定在夹具上，以保证加工过程中工件的稳定性和精确度。

定位则是指确定工件在夹具中的位置，使其能够准确地与加工刀具进行交互。

夹紧和定位是相辅相成的，只有两者兼备才能保证加工的质量和效率。

接着，我们来介绍一些常用的夹具类型。

常见的夹具包括机械夹具、气动夹具和液压夹具等。

机械夹具通过螺纹、扣环或曲柄等机械结构实现夹紧和定位的功能；气动夹具利用气动元件的压力来实现工件的夹紧和定位；液压夹具则运用了液压系统的原理，通过液压缸等装置对工件进行夹紧和定位。

在夹具的设计和使用过程中，有一些基本原则需要遵循。

首先是合理的夹紧力选择。

夹紧力需要根据工件材料、形状、尺寸和加工要求等因素进行合理的估计和选择，以确保工件的稳定性和加工精度。

其次是合理的夹紧方式设计。

不同形状、尺寸的工件需要采用不同的夹紧方式，如夹持、顶针、定心销等，以确保工件在加工过程中不会出现滑动、移位等问题。

此外，还需要注意夹具的刚性和刚性传递，以及夹具的易于操作和调整等方面的设计。

在夹具使用过程中，也有一些技巧值得注意。

首先是夹具的定期检查和维护。

夹具作为数控机床中的重要附件，需要定期检查夹具的各项功能是否正常、夹紧力是否足够稳定，并及时进行维护和更换零部件，以确保夹具的正常使用。

其次是合理的刀具路径设计。

在数控加工中，刀具路径的设计对夹具的选择和使用有着重要的影响，需要根据工件的形状和加工要求等因素，合理规划刀具的运动轨迹，避免因刀具干涉夹具而影响加工质量。

此外，还可以运用一些辅助夹具和夹块等装置，来提高零件的夹紧和定位精度。

❖
图
❖ 2．夹紧力作用点的确定
❖ ①、概念；
❖ 选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况 下，确定夹紧力作用点的位置和数目。
❖ ②、依据原则：
❖ （1）夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支 承元在工件刚性好的部位上
。
图
❖ （3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，
❖ C、花盘
❖ 2．数控铣床夹具
图
❖ 特点：
❖ 装夹方便，应用广泛，适于装夹形状规则的小 型工件
❖ 3．加工中心夹具
❖ 数控回转工作台是各类数控铣床和加工中心的 理想配套附件
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 （图b） ❖ 概念：件测量时所采用的基准，称为测量基准 ❖ (4) 装配基准 （图b） ❖ 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。
3.1.3 机床夹具的组成和作用
❖ 1．机床夹具在机械加工中的作用
❖ ③、通用夹具 的种类：
❖ 1．数控车床夹具
❖ 数控车床夹具分类：
❖ A、三爪自定心卡盘
图
❖ 优点：可自动定心，装夹方便，应用较广，
❖ 缺点：夹紧力较小，不便于夹持外形不规则的工 件
❖ B、四爪单动卡盘
图
❖ 特点：四个爪都可单独移动，安装工件时需找正 ，夹紧力大，适用于装夹毛坯及截面形状不规则 和不对称的较重、较大的工件。
作不方便。 ❖ 增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的 图
❖ 2．螺旋夹紧机构
图
❖ 工作特点：
❖ (1) 自锁性能好
❖ (2) 增力比大(i≈75)
❖ (3) 夹紧行程调节范围大

的编 码 系统 ，把 这种 系统 命 名为 ：Ｌ Ｓ Ｋ・ ３ 系统 。
作者 简介：卢世坤 （ １ ９ ８ ０一），男 ，河南濮 阳人 ，硕士 ，研 究方向为制造系统 自动化 。 第３ ６ 卷 第２ 期 ２ ０ １ ４ — ０ ２ （ 上） 【 ７ 】
工 业 大 学 机 械 工 程 学 院 的 王 兆 辉 等 ，研 究 主 要将 编码 系统 分 为９ 位码 。
床夹 具 分类 编码 系统 的意义 就在 于 此 。
１ 夹具分类编码 系统的发展及相关
针
在 当 今 企 业 生 产 活 动 中 ，数 控 机 床 夹 具 随 着 数 控 机 床 的 应 用 而 广 泛 应 用 ，数 控 机 床 夹 具 种 类 、数 量 都 在 增 多 ， 数 控 机 床 夹 具 设 计 、 再 利
定 位 加 紧 方 案 等 进 行 编 码 的 夹 具 编 码 系 统 。另 一 种是Ｊ Ｊ Ｄ Ｍ 系统 ，该 系统 的 开 发 人 是有 北 京 理 工
用 ，数 控 机 床 夹 具 的种 类 也 越 来 越 多 ， 对 于 一 个
要 加 工 的 零 件 ，如 何 能 够 快 速 设 计 或 选 用 合 适 的
（ 莱芜职 业技术学院 ，莱芜 ２ ７ １ １ Ｏ ０ ）
摘 要 ： 为提 高夹具选用或设计效率和缩短产品的生产 时间和 降低 生产 成本 ；研究了现有零件的编码系 统和机床夹具编码系统 ， 借鉴成熟的零件编码系统编码原理 ，采用编码系统中独立结构的原 理 ，研制 了一种新 的针对数控机 床夹 具的分类编码 系统—— Ｌ ｓ Ｋ 一 ３ 数控机床 夹具编码 系统 ， Ｌ Ｓ Ｋ － ３ 数控机床 夹具编码 系统着 眼于实际应用 ，利用本 系统对数控 机床夹 具进 行编码 ，既分 类清晰 又编码方便 ，大大有 利于数控 机床夹 具的查找 、管理和 设计 ，为数控机床 夹具分 类编 码系统的近一步研究打下 了良好的基础 。 关键 词 ：数控机床夹具 ；分类编码系统 ； 设计 ； 研 究 中图分类号 ：Ｔ Ｇ ６ ５ ９ 文献标识 码 ：Ａ

数控机床技术中的夹具设计与选择原则夹具是数控机床加工中不可或缺的重要设备之一。

它起到夹紧工件以保持其稳定性和准确性的作用。

在数控机床技术中，夹具设计与选择原则十分关键。

本文将重点介绍夹具设计与选择的基本原则，以便读者能更好地了解夹具在数控机床技术中的作用。

首先，夹具设计与选择应考虑工件的几何形状和特殊要求。

在设计夹具时，必须充分了解工件的形状、尺寸和特殊要求。

只有了解这些因素，才能设计出合适的夹具来夹持工件。

例如，对于不规则形状的工件，我们可以使用多点定位夹具，以确保工件的准确性和稳定性。

其次，夹具设计与选择时需要考虑加工过程中的力和振动。

在数控机床加工过程中，由于切削力和惯性力的作用，工件容易发生振动和变形。

因此，在设计和选择夹具时，必须考虑如何减小振动和变形对加工质量的影响。

一种常见的方法是采用刚性好、稳定性强的夹具，以确保工件在加工过程中的稳定性。

此外，夹具设计和选择还应考虑加工精度和加工效率。

夹具的设计和选择应尽量满足加工精度的要求，并考虑加工过程中的效率。

在设计夹具时，要保证工件的位置和尺寸精度，并尽量减小装夹时间，提高加工效率。

例如，使用自动夹具、快速换装夹具等可以大大提高加工效率。

在夹具设计和选择中，还需要考虑夹具的材料和表面处理。

夹具应选用高强度、高硬度和抗磨损的材料，以确保其使用寿命和稳定性。

此外，夹具的表面应经过适当的处理，以提高夹持力和耐磨性。

常用的表面处理方法有热处理、氮化处理和阳极氧化等。

最后，夹具设计和选择还需要考虑夹具的可靠性和安全性。

夹具在数控机床加工中承担着重要的责任，因此夹具的可靠性和安全性是至关重要的。

在设计和选择夹具时，应注意夹具的稳定性和可调性，并采取必要的安全措施，以防止夹具松脱或工件脱离夹具导致的事故。

综上所述，夹具设计与选择原则是数控机床技术中至关重要的一环。

合理的夹具设计和选择可以提高工件的加工精度和效率，保证加工质量和安全性。

同时，夹具的材料和表面处理也决定了夹具的使用寿命和稳定性。

工装夹具基本要求
• 夹具在机床上能实现定向安装。为保持零件的安装 方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具 应保证在机床上实现定向安装，还要求协调零件定位 面与机床之间保持一定的坐标联系。
•
尽量不要在加工过程中更换夹紧点，当一定要在加 工过程中更换夹紧点时，要特别注意不能因更换夹紧 点而破坏夹具或工件的定位精度。 • 夹具的刚性与稳定性要好。
常用夹紧元件的使用
斜楔夹紧：是铣床夹具中使用最普遍的是机 械夹紧机构，这类机构大多数是利用机械摩擦的 原理来夹紧工件的。斜楔夹紧是其中最基本的形 式，螺旋、偏心等机构是斜楔夹紧机构的演变形 式
斜楔夹紧机构
斜楔夹紧机构结构简图
l一斜楔；2一滑柱；3一浮动压板；4一工件
偏心夹紧机构
螺旋式定心夹紧机构
不影响进给的装夹示例
不影响进给的装夹示例
数控夹具的选用
组合夹具的特点
组合夹具的优缺点： 优点：使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费，方 便库存保管；另外，其组合时间短，能够缩短生产周期，反复拆装， 不受零件尺寸改动限制，可以随时更换夹具定位易磨损件； 缺点：组合夹具需要经常拆卸和组装；其结构与专用夹具相比显 得复杂、笨重；对于定型产品大批量生产时，组合夹具的生产效率不 如专用夹具生产效率高 组合夹具的适用范围：
欠定位
常用定位元件及定位方式
支承钉 支承板
以平面 定位
辅助支承 浮动支承
以外圆柱 面定位 以圆柱孔定 位
圆柱销
各种心轴
V型块
定位套
以平面定位
A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧 面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或 H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其 外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6， 内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型 支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证 等高性

机床夹具应用案例机床夹具是机械加工过程中用于夹持工件和刀具的重要工具。

在机械加工中，使用合适的机床夹具可以提高加工精度和效率，降低磨损和损坏，保证加工质量和工作安全。

下面将介绍几个机床夹具的应用案例。

案例一：数控车床内六角螺母加工在数控车床上加工内六角螺母的过程中，需要用到刀具和工件夹持器，夹具的设计和制造对加工精度有直接影响。

在一家机床夹具制造公司，他们采用的是三爪卡盘自动夹头。

这种夹具有精度高、重复性好、安装方便等优点，可以满足大批量的生产需求。

案例二：加工江苏Q公司测绘设备配件江苏Q公司是一家专业从事测绘设备生产的公司，他们需要一种特殊的机床夹具，用于加工旋转件。

这种夹具需要能够承载大重量，有较高的精度和可靠性，并且符合人类工程学要求。

机床夹具制造公司给出了设计方案，并根据Q公司的要求进行了量身定制。

夹具使用后，加工效率和质量都获得了明显改善。

案例三：针对生产材料的特殊需求某企业需要加工一种特殊材料，这种材料硬度高，易碎，加工时需要高度稳定性和保护性。

机床夹具制造公司通过研究材料性质，设计了一个特殊的真空吸盘夹具。

这种夹具可以稳定地夹住材料，避免因夹持力不均引起的损坏，同时可以灵活地进行位置调整，扩大了工件加工的范围和可能性。

案例四：加工船舶零部件某船舶制造公司需要加工一些重型零部件，这些零部件尺寸较大，形状复杂，需要多次加工。

机床夹具制造公司设计了一种可调式定位夹具，在满足夹持力和精度的前提下能够实现快速的定位和释放，减少了加工时间和人力成本，提高了工作效率。

这些案例充分展示了机床夹具在实际生产中的关键作用。

不同加工对象需要的夹具种类和形式也会有所不同，为了满足市场需求，机床夹具制造企业需要不断创新和变革，不断提升设计和制造能力。

同时，用户也需要选择合适的机床夹具，保证加工质量和安全，提高效率和竞争力。

2．4 数控铣床、加工中心常用夹具数控铣床、加工中心的工件装夹一般都是以平面工作台为安装的基础，定位夹具或工件，并通过夹具最终定位夹紧工件，使工件在整个加工过程中始终与工作台保持正确的相对位置。

数控铣床、加工中心的工件装夹方法基本相同，装夹原理是相通的。

2．4．1数控铣床、加工中心工件装夹的基本要求为适应数控铣床、加工中心对工件铣、钻、镗等加工工艺的特点，数控铣床、加工中心加工对夹具和工件装夹通常有如下的基本要求：①数控铣床、加工中心夹具应有足够的夹紧力、刚度和强度为了承受较大的铣削力和断续切削所产生的振动，数控铣床、加工中心的夹具要有足够的夹紧力、刚度和强度。

夹具的夹紧装置尽可能采用扩力机构；夹紧装置的自锁性要好；尽量用夹具的固定支承承受铣削力；工件的加工表面尽量不超出工作台；尽量降低夹具高度。

②尽量减小夹紧变形。

加工中心有集中工序加工的特点，一般是一次装夹完成粗、精加工。

工件在粗加工时，切削力大，需要的夹紧力也大。

但夹紧力又不能太大，否则松开夹具后零件会发生变形。

因此，必须慎重选择夹具的支承点、定位点和夹紧点。

如果采用了相应措施仍不能控制工件变形，只能将粗、精加工分开，或者粗、精加工使用不同的夹紧力。

③夹具在机床工作台上定位连接数控机床加工中机床、刀具、夹具和工件之间应有严格的相对坐标位置。

数控铣床、加工中心的工作台是夹具和工件定位与安装的基础，应便于夹具与机床工作台的定位连接。

加工中心工作台上设有基准槽、中央T形槽，可把标准定位块插入工作台上的基准槽、中央T形槽，使安装的工件或夹具紧靠标准块，达到定位的目的，作为工件或夹具的定位基准。

数控机床还常在工作台上装固定基础板，方便工件、夹具在工作台上的定位。

基础板预先调整好相对数控机床的坐标位置，板上有已加工出准确位置的一组定位孔和一组紧固螺孔，方便夹具安装。

如图2-4-1，为数控机床工作台上装固定基础板。

④夹紧机构或其他元件不得影响进给。

加工部位要敞开，夹紧元件的空间位置能低就低，要求夹持工件后夹具上一些组成件不影响刀具进给。

数控机床夹具合理的选择和使用首先，选择合理的数控机床夹具需要考虑以下几个方面。

一、夹具类型选择夹具类型的选择要根据加工的产品特点和加工要求来决定。

常见的夹具类型包括平口夹具、闭口夹具、中心夹具、虎钳夹具等。

平口夹具适用于平面和平面的加工，闭口夹具适用于棱角或圆柱体的加工，中心夹具适用于轴向旋转件的加工，虎钳夹具适用于零件直接制定位置。

二、夹具选型和尺寸根据所要加工工件的形状、尺寸、重量等特点，选择合适夹具的类型和尺寸。

夹具太小会导致工件约束力不足，影响加工质量和精度；夹具太大会浪费工件和设备资源。

三、夹具刚度和精度夹具刚度和精度对加工质量和加工效率有直接影响。

夹具刚度越大，加工过程中工件的变形越小，加工精度越高。

因此，在选择夹具时，应考虑夹具的材料、结构和加工精度，并保证夹具在使用过程中的稳定性和刚度。

四、维修和保养夹具的维修和保养对其使用寿命和性能起着重要作用。

定期检查夹具的各个部件是否正常，有无变形、损坏等情况，及时修复和更换损坏部件，确保夹具的正常工作。

合理使用数控机床夹具也是至关重要的，以下是一些使用夹具的注意事项。

一、夹具安装夹具安装前，应先清洗和检查夹具，确保夹具内外表面光滑干净，无杂质和变形；在安装过程中，应按照夹具的使用说明书进行操作，确保正确安装，避免误操作引起事故。

二、夹具调试夹具安装完成后，应进行调试，确保夹具的工作和定位精度满足加工要求。

调试过程中，应注意工件的加工质量和工艺参数，及时调整夹具的位置和角度，以达到最佳加工效果。

三、夹具使用在实际加工过程中，要根据加工工艺要求和产品特点，选用合适的夹具方式和夹具固定位置。

同时，要保证夹具与工件之间的接触面整洁和干净，避免夹具滑动或移位导致加工偏差。

四、夹具维护夹具使用一段时间后，需要进行维护和保养，及时清理夹具表面和内部的油污、碎屑等杂质，保持夹具的工作精度和寿命。

总之，正确选择和使用数控机床夹具对于实现高效加工和保证加工质量至关重要。