数控机床的夹具及其应用

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。

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。

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。