数控机床夹具

1、数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高自动化的特点。

2、数控机床的发展经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模集成电路及小型计算机和微处理机或微型计算机等五代数控系统。

3、FMS表示柔性制造系统。

4、CIMS表示计算机集成制造系统。

5、DNC表示直接数控系统。

6、NC表示普通数控系统。

1、按切削运动在切削加工中的功用不同分为主运动和进给运动。

2、主运动只有一个。

3、工件在切削过程中形成了三个不断变化的表面已加工表面、待加工表面、过渡表面。

4、切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。

5、刀具切削部分组成要素前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。

6、正交平面参考系由基面(Pr)、切削平面(PS)、正交平面(Po)组成。

7、在正交平面中测量的角度有前角(γo) 、后角(αo)、楔角(βo)。

8、在基面中测量的角度有主偏角（κr）、副偏角(κrˊ) 、刀尖角(εr) 。

9、在切削平面中测量的角度有刃倾角(λS)。

10、当刀尖相对于车刀刀柄安装面处于最高点时，刃倾角为正值；当刀尖处于最低点时，刃倾角为负值；当切削刃平行于刀柄安装面时，刃倾角为0°。

11、刀具材料有高速钢、硬质合金、其他刀具材料。

12、常用的硬质合金有三大类钨钴类硬质合金(YG)、钨钛钴类硬质合金(YT)、钨钛钽(铌)类硬质合金(YW)。

13、钨钴类硬质合金(YG)：适用于加工脆性材料(铸铁等)。

14、钨钛钴类硬质合金(YT)：适用于切屑呈带状的钢料等塑性材料。

15、钨钛钽(铌)类硬质合金(YW) ：既能加工钢、铸铁、有色金属，也能加工高温合金、耐热合金及合金铸铁等难加工材料。

16、其他刀具材料包括涂层刀具材料、陶瓷材料、金刚石、立方氮化硼(CNB)。

17、涂层刀具材料：刀具既具有基体材料的强度和韧性，又具有很高的耐磨性18、陶瓷材料：主要用于钢、铸铁、高硬度材料及高精度零件的精加工。

从广义上说，在工艺过程中的任何工序用来迅速、方便、安全地使用工件的装置，都可称为夹具。

通常夹具指的是机械制造过程中用来固定对象，使之占有正确的位置以接受施工或检测的装置。

在机床上切削工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求。

数控铣床夹具的类型：一、夹具的性能要求（1）夹具的开放性：为保证工件在本工序中所有需要完成工面充分暴露在外，夹具要做的尽可能开敞，因为夹紧机构元件和工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在过程中发生干涉。

（2）夹具的灵活性：为保持零件的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。

（3）夹具的稳定性：尽量不采用在过程中更换夹紧点的设计，当非要在过程中更换夹紧点时，要特别注意不能更换因更换夹紧点而破坏夹具或工件的定位精度。

二、常用夹具的种类（1）万能组合夹具：适合小批量或研制时的中小、小型工件在数控铣床上进行铣削。

（2）专用铣削夹具：这是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在量较大或研制时非要不可时采用。

其结构固定仅使用于一个具体零件的具体工序，这类夹具设计应力求简化，使制造时间尽量缩短。

（3）多工位夹具：可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数便于边切削边装卸工件，有利于缩短辅助时间。

（4）气动或液压夹具：适合批量较大的场合，但此类夹具结构较复杂而且制造周期较长。

（5）通用铣削夹具：有通用可调夹具、虎钳、分度头和三爪卡盘等。

三、高速切削的油品选用影响超高速切削精度的因素大致有切削定位基准、切削刀具的精度、切削走刀的合理性、工件原料的质量、切削油的性能等方面，如何选用切削油也是金属切削工艺的一项重要课题：（1）硅钢切削油：硅钢是比较容易切削的材料，一般为了工件成品的易清洗性，在防止切削毛刺产生的前提下会选用低粘度的切削油。

液压阀体在数控加工中心上加工的夹具设计夹具是产品制造中十分重要的工艺装备之一，夹具的质量和可靠性都对产品的加工效率有决定性的影响。

尤其是外形轮廓复杂、不规则的工件，每道工序都离不开专门设计的夹具。

使用普通机床加工此类工件，夹具的设计、制作占新产品工艺准备工作量的50％-80％。

并且夹具的功能单一、夹具数量较多。

增加了新产品的制作成本和试制时间。

按设定程序自动加工，一次装夹完成多个加工工序的优异性能，为新产品的研发、试制、上市赢得了宝贵的时间和商机。

数控机床的夹具设计已成为夹具发展的新课题。

下面我以最近接到某科研单位设计的液压阀体的试制任务为例浅析数控机床夹具设计的特点。

一、机加工工艺比较分析该阀体是一个典型的型腔零件，该阀体的结构如下图：该阀体的毛坯为铸铝坯件，外形虽不复杂，但表面形状不规则，有a、b、c三个平面和三组孔系需要加工，这些孔不仅有较高精度要求，而且有位置精度和同轴度要求(0-0.01mm)，在a、b两孔内还有圆锥面、圆弧面。

b表面有一组深小孔需要加工，并要求与a、c面的孔交汇。

通过上面的结构分析，该阀体零件各孔的尺寸精度、位置精度均要求较高(0-0.015)，使用的刀具规格较多；由于铸件孔的边缘有大量的毛边未去，不便于装夹定位，且多次装夹产生累计安装误差，故应尽量减少装夹次数。

若使用普通机床加工，需要在镗床、铣床上分16道工序进行加工。

需要设计制作2副铣床夹具、3副镗床夹具，共5副夹具。

夹具制作时间较长将使试制周期延长。

而如果采用在数控加工中心上加工该阀体，充分利用加工中心庞大的刀具库，可自动换刀，一次装夹可以完成多道加工工序；由于数控机床有重复定位精度高、加工精度高等技术优势，因此可容易地一次装夹中完成多个不同孔径的孔系加工。

二、加工c表面及孔系的夹具设计通过实体尺寸分析，该阀体上部为薄壁型腔，侧面有毛边，不便于装夹，下部壁厚较厚，可以用于夹紧，a面已经过加工，可作为加工c面的基准。

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。

它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。

前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工一族相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。

④组合夹具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。

数控铣床装夹工件的注意事项1. 引言数控铣床是一种高精度、高效率的机械设备，广泛应用于各个行业的加工领域。

在进行数控铣床加工过程中，装夹工件是非常重要的一环。

正确的装夹工件可以确保加工质量和安全性，提高生产效率。

本文将介绍数控铣床装夹工件的注意事项。

2. 工件装夹前的准备在进行工件装夹前，需要做好以下准备工作：2.1 确定刀具和切削参数在进行数控铣床加工前，需要根据工件材料和加工要求选择合适的刀具，并确定切削参数，如进给速度、切削深度等。

这些参数会影响到装夹方式和力度。

2.2 清洁和检查工作台及夹具清洁和检查工作台及夹具可以确保装夹过程中没有杂质或损坏，避免对加工过程造成干扰或危险。

2.3 检查机床状态在开始装夹前，需检查数控铣床的状态，包括润滑系统是否正常、刀具是否固定牢固等。

确保机床处于良好工作状态，以减少装夹过程中的意外情况。

3. 装夹工件的注意事项装夹工件是数控铣床加工过程中的关键步骤，需要注意以下几个方面：3.1 选择合适的夹具根据工件形状和尺寸选择合适的夹具。

夹具应能够稳定地固定工件，并保证加工时不会发生位移或变形。

3.2 检查夹具状态在使用夹具前，需检查其状态是否良好，如有损坏或磨损应及时更换。

确保夹具能提供足够的刚性和稳定性。

3.3 清洁工件和夹具在装夹前，应将工件和夹具进行清洁，以去除灰尘、油污等杂质。

干净的表面有助于确保装夹的稳定性和精度。

3.4 确保工件与基准面接触良好装夹时，要确保工件与基准面接触良好，并使用合适的支撑物来支撑工件的其他部分。

这样可以减少工件的变形和位移，提高加工精度。

3.5 均匀施加夹紧力在装夹过程中，要均匀地施加夹紧力，避免局部过紧或过松。

过紧可能导致工件变形或损坏，过松则会影响加工精度。

3.6 使用合适的装夹方式根据工件的特点和加工要求，选择合适的装夹方式。

常见的装夹方式有平口钳、机械钳、气动钳等。

不同的装夹方式适用于不同类型的工件。

3.7 避免碰撞和干涉在进行数控铣床加工时，要注意避免刀具、夹具和工件之间的碰撞和干涉。

机床夹具及工件定位方法要求关键字：夹具；分类；定位；夹紧；装配；选用原则1 机床夹具的分类方式1.按夹具的使用特点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、组合夹具、可调夹具和拼装夹具五大类。

（1）通用夹具它是已经标准化、规格化、统一化，可以加工一定范围内不同工件的夹具。

如三爪卡盘和四爪单动卡盘、台虎钳、顶尖、分度头和回转工作台等。

其特点是适应性广，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。

生产效率略低，主要适用于单件、小批量的生产中。

（2）专用夹具为某一个工件的某道工序而专门设计制造的夹具。

其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。

当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。

只适用于产品固定且批量较大的生产中。

如车床夹具、铣床夹具等。

（3）组合夹具采纳标准的组合元件或部件，可为不同工件的不同工序组装成不同类型的夹具。

由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有减少专用夹具数量等优点，因此组合夹具在单件，中、小批量多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。

适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。

（4）可调夹具夹具的某些元件可调整或更新，以适应同一系列，不同尺寸要求的，多种工件加工过程中使用的夹具。

可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而进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。

它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。

前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工一组相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。

（5）拼装夹具用专门的标准化、系列化的拼装零部件拼装而成的夹具。

它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。

它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。

机床夹具设计习题及答案机床夹具设计是机械制造领域中一个非常重要的环节，它直接影响到工件的加工精度和生产效率。

以下是一些机床夹具设计的基本习题及答案，供学习者参考。

习题一：确定夹具的类型问题：某工件需要在数控机床上进行铣削加工，工件材料为45号钢，尺寸为200mm×100mm×30mm。

请根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹具类型。

答案：根据工件的尺寸和材料特性，以及铣削加工的特点，可以选择使用三爪自定心卡盘作为夹具。

三爪自定心卡盘可以自动定位工件，保证加工精度，并且操作简便，适合批量生产。

习题二：夹具的定位方式问题：在进行车削加工时，工件的定位方式有哪些？请列举至少三种，并简述其适用情况。

答案：1. 外圆定位：适用于外圆表面光滑、尺寸精度高的工件，通过夹具上的定位销或V型块与工件外圆接触实现定位。

2. 内孔定位：适用于内孔加工，使用芯轴或定位套筒与工件内孔接触，实现精确定位。

3. 平面定位：适用于需要加工平面的工件，通过夹具上的平面与工件的平面接触，确保加工面的位置准确。

习题三：夹具的夹紧方式问题：夹具的夹紧方式有哪些？请列举至少三种，并说明其优缺点。

答案：1. 液压夹紧：优点是夹紧力大，操作简便；缺点是设备成本高，维护复杂。

2. 气动夹紧：优点是反应速度快，成本较低；缺点是夹紧力相对较小，不适合重载工件。

3. 机械夹紧：优点是结构简单，成本低廉；缺点是夹紧力有限，且操作不如液压和气动方便。

习题四：夹具设计的基本步骤问题：简述机床夹具设计的基本步骤。

答案：1. 需求分析：明确工件的加工要求、尺寸、材料等信息。

2. 选择夹具类型：根据工件特点和加工要求选择合适的夹具类型。

3. 确定定位方式：选择合适的定位方式，确保工件的加工精度。

4. 设计夹紧机构：根据工件的尺寸和加工要求设计夹紧机构。

5. 绘制夹具图纸：绘制夹具的详细图纸，包括尺寸、公差等。

6. 制作和测试：根据图纸制作夹具，并进行实际测试，确保其性能满足要求。