数控加工中工件的装夹与定位

工件在数控机床上的装夹工件在数控机床上的装夹是数控加工过程中不可或缺的环节之一，它直接影响到工件的加工质量和效率。

因此，正确的装夹方式和技巧对于完成高质量高效率的数控加工至关重要。

本文将针对数控机床上的工件装夹进行详细介绍，帮助读者更好地掌握这一技术。

一、装夹方式数控机床上常用的装夹方式有机械装夹和液压装夹两种，下面分别进行介绍。

1. 机械装夹机械装夹是指利用机械力对工件进行夹紧固定的一种方式。

机械装夹具有夹紧力大、稳定性好等特点，通常应用于对形状规则的工件进行夹紧。

机械装夹一般有以下几种方式：（1）手动卡盘：手动卡盘是一种常见的机械装夹方式，它主要通过手轮或卡钩的旋转来完成夹紧作业。

手动卡盘操作简单、价格便宜且稳定性好，但是需要人工操作，效率有限。

（2）气动/液压卡盘：气动/液压卡盘是一种可靠性高的机械装夹方式，通常需要配合气源或液压系统来使用，以实现自动夹紧的目的。

这种装夹方式适用于大批量生产，效率高，但是价格较高。

（3）机械手爪：机械手爪主要适用于形状比较规则的小型工件夹紧，比如钢板和管材等。

机械手爪能够快速夹紧，并且夹紧力度可调整，但只适用于小型工件。

2. 液压装夹液压装夹是指利用液压系统对工件进行夹紧，通过施加压力来保证夹紧力的一种装夹方式。

相对于机械装夹，液压装夹具有夹紧力精度高、可以调节夹紧力、适用于各种形状异型工件等优势。

液压装夹一般分为以下几种装夹方式：（1）单缸式液压装夹：单缸式液压装夹是一种常见的液压夹紧方式，它通过液压缸带动夹具来夹紧工件。

这种装夹方式的优点是简单易用，通用性好，缺点是夹紧力度不够稳定。

（2）双缸式液压装夹：双缸式液压装夹通过双缸的设计，可以提供更高的夹紧力度稳定性，同时也可以根据工件形状的不同来选择不同的夹紧方式。

（3）多点液压夹紧：多点液压夹紧一般适用于大型异型工件的情况。

它通过多个夹紧点来同时对工件进行夹紧，以实现夹紧力度均衡，保证工件的安全稳定。

二、装夹技巧除了正确地选择适当的装夹方式外，装夹技巧也对工件的加工质量和效率有着极大的影响。

3、按驱动夹具工作的动力源分类可分为:手动夹具、液压夹具、气动夹具、电动夹具等;机床夹具的组成夹具的组成定位元件图定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置;2夹紧装置图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;机床夹具的作用1、保证加工精度,稳定加工质量;2、扩大机床的功能3、提高劳动生产率;4、降低生产成本;5、改善劳动条件,降低对工人的技术要求;1、工件常用的定位方法：1 直接找正法概念：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 划线找正法概念：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在夹具上定位使用概念：使用通用或专用夹具,使工件在机床夹具中迅速有一确定的定位,不需要找正就能保证工件与机床、刀具间的正确位置;特点：生产效率高,定位精度好,应用与成批以及单件小批量生产中;2、工件定位的基本原理1六点定位原理工件的六个自由度长方体形工件的定位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2六点定位原理的应用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3、工件的定位方法及其定位元件生产实践中常用的定位方法及定位元件:1工件一平面定位(1)支承钉①、球头支承钉图 B型②、齿纹头支承钉图 C型③、平头支承钉图A型④、可调支承⑤、自位支承1—销轴2—V形块3—可调支承用可调支承加工相似件的图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;圆柱心轴定位装夹图花键心轴装夹图3 圆锥销圆锥销定位左粗基准定位右精基准定位圆锥销组合定位图4 小锥度心轴3．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;1．夹紧装置的组成 如下图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;3、．夹紧力方向和作用点的选择1夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面;V 型块定位图夹紧装置组成示意图1—气缸2—连杆导入：由提问学生普车上所用夹具而导入;新课：1．三爪自定心卡盘优点：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2.四爪单动卡盘特点：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;3、复杂、精密工件装夹1花盘铣床夹具铣床上的通用夹具：平口钳如下图铣床夹具中使用最普遍是机械夹紧机构,这类机构大多数利用机械摩擦的原理夹紧工件;斜楔夹紧机构是其中最基本的形式,螺旋、偏心等夹紧机构是斜楔夹紧机构的演变形式;1.斜楔夹紧机构特点：楔块夹紧行程小；结构简单,夹紧和松开需要敲击大、小端,操作不方便;增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的2、螺旋夹紧机构工作特点：1 自锁性能好2 增力比大3 夹紧行程调节范围大4 夹紧动作慢、工件装卸费时适用范围；适用于手动夹紧,在机动夹紧机构中应用较少在实际生产中,螺旋——压板组合夹紧比单螺旋夹紧用得更为普遍;3、偏心夹紧机构特点:优点是操作方便,动作迅速,结构简单缺点是工作行程小,自锁性不如螺旋夹紧好,结构不耐振,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;小结由学生来总结：1、数控车床上一般工件常用的装夹方法;2、数控铣床上一般工件常用的夹紧机构和特点;作业P37 第5、6题。

CNC操作指引一、加工前的准备：1.资料准备准备加工零件图，程序单及工艺卡等技术文件，数控机床使用刀具的规格、编号及切削用量等有关资料，数控加工中所用的有关夹具、量具等资料。

2.机床准备清理机床，清除铁屑油污，用油石除去工作台的毛刺，确认加工工件的零件号与图纸、工艺卡、程序单为同一零件编号。

清除工件毛刺、油污。

确定基准角、基准面。

工件按程序单所指定的方向摆放。

二、数控加工中工件的定位与装夹（1）工件的装夹在机床上对工件进行加工时，为了保证加工表面相对其他表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，并在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。

前者称为工件的定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程统称为工件的装夹。

加工中心是现代自动化加工的基本单元。

加工中心对工件的装夹将充分发挥加工中心的高精度、高效率起着重要的作用，同时对加工中心的效率和精度的稳定性与可靠性有着直接的影响。

在加工中心对工件进行加工的工艺方案及装夹方法与常规生产系统相类似，如通常在制定工艺方案之前，首先要对被加工工件进行工艺分析，选择定位基准，确定装夹方案等。

在普通机床上加工工件时，由于受机床功能的限制，往往采用工序分散原则、一般只进行单一的加工，工件的装夹只需要满足该工序加工的要求即可。

而在加工中心上加工，则采用工序集中的原则，工件多数只经一次装夹、就可连续的对其各待加工表面自动完成钻、扩、铰、镗、攻螺纹、铣削等粗、精加工。

因此在加工中心上定位装夹有以下特点。

1 ）定位基准同普通机床一样，在加工中心上加工工件时，工件的定位仍遵守六点定位原则。

在选择定位基准时，要全面考虑各个工件加工情况，做到三点：①所选基准应能保证工件定位准确、装卸工件方便，能迅速完成工件的定位和夹紧，夹压可靠，且夹具结构简单。

②所选定的基准与各加工部位的各个尺寸运算简单，尽量减少尺寸链计算，避免或减少计算环节和计算误差。

③保证各项加工精度。

数控技术及应用下部分:数控加工工艺第一章数控加工中工件的装夹与定位一、选择题1、以“一面两销”方式定位时，共限制了工件的（）个自由度。

A、六个B、三个C、四个D、五个2、在车削加工螺纹时,进给功能字F后的数字表示（）。

A。

每分钟进给量（㎜/min) B. 每秒钟进给量（㎜/s)Ｃ。

每转进给量(㎜/r） D。

螺纹螺距（ｍm)3、机床夹具，按（）分类，可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具等。

A、使用机床类型B、驱动夹具工作的动力源C、夹紧方式D、专门化程度4、长V形架对圆柱定位,可限制工件的（）自由度。

A、二个B、三个C、四个Ｄ、五个5、在磨一个轴套时,先以内孔为基准磨外圆,再以外圆为基准磨内孔,这是遵循（ )的原则。

A、基准重合B、基准统一C、自为基准Ｄ、互为基准６、夹紧力的方向应尽可能和切削力,工作重力( ）。

Ａ、同向Ｂ平行 C、相反7、铣床上用的平口钳属于( ).A、通用夹具B、专用夹具C、成组夹具8、图样中未标注公差尺寸的极限偏差，由于相应的技术文件具体规定，一般规定为（）Ａ、IT10～IT14 B、IT12～IT1８ C、IT18 D、ＩＴ09、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，同时应尽量与( )方向一致.A、退刀B、振动C、换刀D、切削。

1０、在工序卡图上，用来确定本工序所加工后的尺寸、形状、位置的基准称为( )基准。

A、装配B、测量C、定位D、工序11、Ｖ形块属于（）A、定位元件B、夹紧元件C、导向元件1２、工件在小锥度芯轴上定位，可限制( )个自由度。

Ａ、三 B、四Ｃ、五 D、六1３、图样中技术要求项中“热处理：C4５”表示( )。

A、淬火硬度HＲC45B、退火硬度为HRB450C、正火硬度为HRC45１４、组合定位中一面两孔定位，如果均用两个圆柱销定位,则该定位属于( )。

A)完全定位Ｂ）不完全定位C）过定位Ｄ)欠定位１５、工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为( ）。

第1章数控加工的切削基础作业一、单项选择题1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。

（A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑2、切削用量是指（D）。

（A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。

（A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。

（A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。

（A）二个（B）四个（C）三个（D）五个6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。

（A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切削速度v。

（A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。

8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。

（A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ）（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；（C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小；（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小；10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。

（A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高（C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（ A\C ）。

数控机床刀具装夹与刀具位置校正方法数控机床是一种利用计算机控制系统进行运动控制的高精度机床。

在数控机床的工作中，刀具的装夹与刀具位置校正是非常重要的环节，它们直接影响着加工工件的精度和质量。

本文将为您介绍数控机床刀具装夹与刀具位置校正的方法，以帮助您更好地理解和应用。

首先，我们来了解一下数控机床刀具的装夹方法。

常见的数控机床刀具装夹方法有机械装夹和液压装夹两种。

机械装夹是利用夹持力将刀具固定在工作台上。

它通常包括夹头、螺栓和刀具座等部件。

夹头是夹持刀具的主要部件，它具有一定的夹持力和刚性，能够保证刀具的固定和稳定。

螺栓用于调整夹头的夹持力，刀具座则用于连接夹头和刀具。

在使用机械装夹时，需要根据刀具的类型和规格选择合适的夹头和刀具座，并通过螺栓调整夹持力，保证刀具的牢固性和稳定性。

液压装夹是利用液压力将刀具固定在工作台上。

它通常包括液压缸、活塞和刀具座等部件。

液压装夹具有夹持力大、夹持刚性好的特点，能够更好地保证刀具的稳定性和精度。

在使用液压装夹时，需要保证液压系统的良好工作状态，及时检查并调整液压缸和活塞的压力，以确保刀具的正确装夹和工作状态。

除了选择合适的刀具装夹方法外，刀具的位置校正也是数控机床加工过程中不可忽视的环节。

刀具位置校正的目的是保证刀具在加工过程中的准确位置，以提高加工精度和质量。

数控机床刀具位置校正的方法主要有以下几种：1. 刀具长度补偿：利用数控系统中的刀具长度补偿功能，通过设定刀具的长度补偿值，使刀具的实际位置与程序中设定的位置相符。

刀具长度补偿的值可以根据实际加工情况进行调整，以确保加工精度的要求。

2. 刀具半径补偿：利用数控系统中的刀具半径补偿功能，通过设定刀具的半径补偿值，使刀具的实际位置与程序中设定的位置相符。

刀具半径补偿的值可以根据实际加工情况进行调整，以保证加工轮廓的精度和形状。

3. 刀具位置校正：利用数控机床的手动或自动操作功能，通过对刀具位置的调整和修正，使其达到加工要求。

数控加工中工件的定位与装夹策略研究摘要：通过分析定位与装夹在数控加工过程中所起的作用,提出了选择定位与装夹的一些原则性工艺常识,同时,通过对几种典型的装夹方式进行分析，不同的装夹方式适用于不同结构、不同精度要求的工件，对工件在加工过程中如何选择合适的定位与装夹方案进行了深入的研究。

关键词：数控加工；工件定位；装夹策略在数控加工中，准确定位是保证工件加工精度和一致性的关键因素之一。

随着现代科学技术的不断进步，新工艺、新技术、新材料都在发展，各种先进的刀具、数控加工设备、刀路仿真软件不断涌现，机械加工设计各类型零件，为了满足不同的应用场景，复杂结构及精度要求高的工件用不同的工艺方法都能被加工出来，但是工艺人员在制定工件的加工工艺路线时，操作人员在加工工件前，首先第一步考虑的就是根据工件特征选择合理的定位和装夹方式，工件装夹的不合理会引起机床的振动或加工尺寸出现偏差，如果是刚性不好的工件可能在加工过程中发生变形，造成不必要的加工事故。

可见，合理的装夹和定位方法对于产品质量、加工效率及操作人员的可操作性，都有很大影响。

1、工件的定位在数控加工中，工件的准确定位对于保证加工质量和精度至关重要。

数控机床通常使用夹具和基准面等工具来实现工件的准确定位。

以下是一些常见的工件定位方法。

（1）夹具定位：使用专门设计的夹具将工件固定在数控机床上。

夹具通常包括夹具座、夹爪、夹紧螺母等部件，可以通过机械力将工件夹紧在合适的位置。

夹具的设计应考虑到工件的形状、尺寸和特殊要求。

（2）基准面定位：基准面是指工件上的一个平整、规定位置的表面，用于与夹具或机床上的其他表面对位。

数控机床通过识别和参考工件上的基准面，确定工件的位置。

（3）边缘定位：使用工件的边缘或特定的几何特征进行定位。

这可以通过感应器或视觉系统检测工件的边缘，使数控机床能够准确地定位工件。

（4）坐标定位：通过数控系统中的坐标系，将工件的具体位置定义为数学坐标。

这样，机床就可以根据预定的坐标精确定位工件，并执行相应的加工操作。

第3章数控加工中工件的定位与装夹作业答案思考与练习题1、车削薄壁零件如何夹紧工件？答：轴向夹紧或增加夹紧力作用点面积。

2、确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？答：根据工件加工精度要求。

3、试简述定位与夹紧之间的关系。

答：任务不同，定位使加工前工件在机床上占有正确的位置，而夹紧则使工件在加工过程中始终保持在原先确定的位置上。

两者相辅相成，缺一不可。

4、采用夹具装夹工件有何优点？答：a. 易于保证工件的加工精度。

b. 使用夹具可改变和扩大原机床的功能，实现“一机多用”。

c. 使用夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，而且有时还可采用高效率的多件、多位、机动夹紧装置，缩短辅助时间，从而大大提高劳动生产率。

d. 用夹具装夹工件方便、省力、安全。

e. 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。

5、当基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，怎么解决？答：以保证工件加工精度为原则，若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准统一原则；若不能保证尺寸精度，则应遵循基准重合原则，以免使工序尺寸的实际公差值减小，增加加工难度。

6、什么情况下才需要计算定位误差？答：用夹具装夹、调整法加工一批工件的条件下，基准不重合时，需要计算定位误差。

若采用试切法加工，不存在定位误差，因而也不需要计算定位误差。

7、如何理解定位面与定位基准的区别？答：工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触（配合）来确定的，工件以平面定位时，定位面就是定位基准；工件以内、外圆柱面定位时，定位面是内、外圆柱面，而定位基准则是中心线。

8、车床上装夹轴类零件时，如何找正？答：工件外圆上选择相距较远的两点，用百分表找正。

模拟自测题一、单项选择题1、过定位是指定位时，工件的同一（B）被多个定位元件重复限制的定位方式。

（A）平面（B）自由度（C）圆柱面（D）方向2、若工件采取一面两销定位，限制的自由度数目为（ A ）（A）六个（B）二个（C）三个（D）四个3、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D ）的原则。

数控机床刀具夹持与工件装夹技术要点数控机床是现代制造业中不可或缺的重要设备，而刀具夹持和工件装夹技术则是数控机床加工过程中至关重要的环节。

本文将从数控机床刀具夹持和工件装夹两个方面，探讨其技术要点。

一、数控机床刀具夹持技术要点1. 刀具夹持方式的选择刀具夹持方式的选择直接影响到加工质量和效率。

常见的刀具夹持方式有机械夹持、液压夹持和电磁夹持等。

机械夹持适用于加工精度要求不高的工件，液压夹持适用于精密加工，而电磁夹持则适用于高速加工。

2. 刀具夹持力的控制刀具夹持力的控制是保证加工质量的重要因素。

夹持力过大会导致刀具磨损加剧，夹持力过小则会引起刀具与工件之间的相对滑动，影响加工精度。

因此，合理控制刀具夹持力，保证刀具与工件之间的稳定接触是关键。

3. 刀具夹持装置的精度和刚性刀具夹持装置的精度和刚性直接影响到加工精度和稳定性。

刀具夹持装置应具备足够的刚性，以抵抗切削力的作用，避免刀具的振动和变形。

同时，刀具夹持装置的精度也要高，以确保刀具与工件的精确定位和夹持。

二、数控机床工件装夹技术要点1. 工件夹持方式的选择工件夹持方式的选择取决于工件的形状、材料和加工要求。

常见的工件夹持方式有机械夹持、液压夹持和真空吸附等。

机械夹持适用于形状规则的工件，液压夹持适用于大型工件，而真空吸附则适用于薄板材料等。

2. 工件夹持力的控制工件夹持力的控制是保证加工质量和安全的重要因素。

夹持力过大会导致工件变形，夹持力过小则会引起工件的相对移动，影响加工精度。

因此，合理控制工件夹持力，保证工件的稳定夹持是关键。

3. 工件夹持装置的精度和刚性工件夹持装置的精度和刚性对加工精度和稳定性有重要影响。

工件夹持装置应具备足够的刚性，以抵抗切削力的作用，避免工件的振动和变形。

同时，工件夹持装置的精度也要高，以确保工件的精确定位和夹持。

总结：刀具夹持和工件装夹是数控机床加工过程中不可或缺的环节。

合理选择刀具夹持方式和工件夹持方式，控制夹持力，以及保证夹持装置的精度和刚性，是确保加工质量和效率的关键要点。