加工中心零件的装夹与定位.doc

加工中心零件的装夹与定位（1）确定零件夹具
在加工中心上，夹具的任务不仅是夹紧工件，而且还要以各个方向的定位面为参考基准，确定工件编程的零点。在加工中心上加工的零件一般都比较复杂。零件在一次装夹中，既要粗铣、粗镗，又要精铣、精镗，需要多种多样的刀具，这就要求夹具既能承受大切削力，又要满足定位精度要求。而加工中心的自动换刀(ATC)功能又决定了在加工中不能使用支架、位置检测及对刀元件。加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构紧凑，简单，夹紧动作迅速、准确，尽量减少辅助时间，操作方便、省力、安全，而且要保证足够的刚性，还要能灵活多变。
在加工中心机床上，要想合理应用好夹具，首先要对加工中心的加工特点有比较深刻的理解和掌握，同时还要考虑如下因素：
①加工零件的精度；
②批量大小；
③制造周期；
④制造成本。
根据加工中心机床特点和加工需要，目前常用的夹具结构类型有专用夹具、组合夹具；可调整夹具和成组夹具。在选择时要综合考虑各种因素，选择最经济、最合理的夹具形式。
1)组合夹具
组合夹具是由一套结构已经标准化，尺寸已经规格化的通用组合元件构成。可以按工件的加工需要组成各种功用的夹具。组合夹具有槽系组合夹具和孔系组合夹具。如图5-7为一孔系组合夹具。
组合夹具的基本特点是满足三化：标准化、系列化、通用化，具有组合性，可调性，模拟性，柔性，应急性和经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、成本低等要求，比较适合加工中心应用。在加工中心上应用组合夹具，有下列优点：
①节约夹具的设计制造工时；②缩短生产准备周期；③节约钢材和降低成本；④提高企业工艺装备系数。
但是，由于组合夹具是由各种通用标准元件组合而成的，各元件间相互配合的环节较多，夹具精度、刚性仍比不上专用夹具，尤其是元件连结的接合面刚度，对加工精度影响较大。通常，采用组合夹具时其尺寸加工精度只能达到IT8～IT9级，这就使得组合夹具在应用范围上受到一定限制。此外，使用组合夹具首次投资大(当然，采取租赁方式会节省一笔投资)，总体显得笨重，还有排屑不便等不足。对中、小批量，单件(如新产品试制等)或加工精度要求不十分严格的零件，在加工中心上加工时，应尽可能选择组合夹具。
2)专用夹具
对于工厂的主导产品，批量较大，且轮番上场加工，精度要求较高的关键性零件，在加工中心上加工时，选用专用夹具是非常必要的。
专用夹具是根据某一零件的结构特点专门设计的夹具，具有结构合理，刚性强，装夹稳定可靠，操作方便，提高安装精度及装夹速度等优点。选用这种夹具，一批工件加工后尺寸比较稳定，互换性也较好，可大大提高生产率。但是，专用夹具所固有的只能为一种零件的加工所专用的狭隘性，与产品品种不断变型更新的形势不相适应，特别是专用夹具的设计和制造周期长，花费的劳动量较大，加工简单零件显然不太经济。
3)可调整夹具
可调整夹具能有效地克服以上两种夹具的不足，既能满足加工精度，又有一定的柔性，是一种很有发展前途的新颖的机床夹具结构形式。加工中心为它开辟了广阔的道路。
可调整夹具与组合夹具有很大的相似之处，所不同的是它具有一系列整体刚性好的夹具体。在夹具体上，设置有可定位、夹压等多功能的T型槽及台阶式光孔、螺孔，配制有多种夹紧定位元件。可调整夹具扩大了夹具的使用范围，只要配制通用夹具元件，即可实现快速调整。其刚性好的特点，能良好地保证加工精度，它不仅适用于多品种、中小批量生产，而且在少品种、大批量生产中也会体现出明显的优越性。
4)成组夹具
成组夹具是随成组加工工艺的发展而出现的。使用成组夹具的基础是对零件的分类(即编码系统中的零件族)。通过工艺分析，把形状相似、尺寸相近的各种零件进行分组，编制成组工艺，然后把定位、夹紧和加工方法相同的或相似的零件集中起来，统筹考虑夹具的设计方案。对结构外形相似的零件，采用成组夹具，具有经济、夹紧精度高等特点。
总之，加工中心上零件夹具的选择要根据零件精度等级，零件结构特点，产品批量及机床精度等情况综合考虑。在此，推荐选择顺序：优先考虑组合夹具，其次考虑可调整夹具，最后考虑专用夹具、成组夹具。当然，还可使用三爪卡盘、虎钳等大家熟悉的通用夹具。
（2）夹紧与安装
即使用刚度较高的机床进行加工，如果加工的工件及其夹具没有足够的刚性，也会出现自激振动或尺寸偏差，因此，在考虑夹紧方案时，应注意工件的稳定性。不合理的装夹也有同样的后果，它会在装夹过程中使刚性不好的工件发生变形。
在考虑夹紧方案时，夹紧力应力求靠近主要支承点上，或在支承点所组成的三角内，并力求靠近切削部位及刚性好的地方，尽量不要在被加工孔的上方。同时，考虑各个夹紧部件不要与加工部位和所用刀具发生干涉。
夹具在机床上的安装误差和工件在夹具中的定位、安装误差对加工精度将产生直接影响。即使在程序零点与工件本身的基准点相符合的场合，也要求工件