工件在数控机床上的装夹

工件在数控机床上的装夹
赵强
一、教学目的：掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。

二、教学重点、难点：重点是数控机床夹具的作用，难点是各种夹具的结构。

三、教学安排：
（一）旧课复习内容：1、数控刀具的材料。

2、数控刀具的选择。

（二）新课教学知识点与重点、难点：1、机床夹具概述；2、工件的安装
工件安装的内容、方法（掌握）（中级数控车铣考证要求知识点）；3、夹具的分类（了解）；4、夹具的组成和作用（掌握）；5、典型夹具介绍（掌握）（中级数控车铣考证要求知识点）；
四、教学过程:
（一）工件的安装
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。

其作用是将工件定位，以使工件获得相对的于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

工件安装的内容包括：
·定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。

·夹紧：工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化。

·定位与夹紧的关系：是工件安装中两个有联系的过程，先定位后夹紧，
（二）安装的方法：
1、用找正法安装：
1)方法：
a) 把工件直接放在机床工作台上或放在四爪卡盘、机用虎钳等机床附件中，根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧；
b)先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。

2)特点：
a)这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高；
b)定位精度较低，由于常常需要增加划线工序，所以增加了生产成本；
c)只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。

2、用夹具装夹安装：
1)工件装在夹具上，不再进行找正，便能
直接得到准确加工位置的装夹方式。

2)特点：避免了找正法划线定位而浪费的工时，还可以避免加工后的工件的加工误差分散范围扩大，夹装方便。

找正法与用夹具装夹工件的对比
设加工工件如上图所示
1、采用找正法装夹工件的步骤：
1)先进行划线，划出槽子的位置；
2)将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正，找正完成后用压板或虎钳夹紧工件。

3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才能开始加工。

4)加工中需先试切一段行程，测量尺寸，根据测量结果再调整铣刀的相对位置，直至达到要求为止。

5)每加工一个工件均重复上述步骤。

因此这种装夹方法不但费工费时，而且加工出一批工件的加工误差分散范围较大。

2、采用夹具装夹
采用夹具装夹方法，不需要进行划线就可把工件直
接放入夹具中去。

工件的A面支承在两支承板2上；B
面支承在两齿纹顶支承钉3上；端面靠在支承钉4上，
这样就确定了工件在夹具中的位置，然后旋紧螺母9通
过压板8把工件夹紧，完成了工件的装夹过程。

下一工
件进行加工时，夹具在机床上的位置不动，只需松开螺
母9进行装卸工件即可。

夹具装夹图（三）夹具的分类
可按应用范围、使用机床、夹紧动力源来分类。

a) 按工艺过程的不同，夹具可分为机床夹具、检验夹具、装配夹具、焊接夹具等；
b) 按机床种类的不同，机床夹具又可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具等；
c) 按所采用的夹紧动力源的不同又可分为手动夹具、气动夹具等；
d) 根据使用范围分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。

各类夹具的定义及特点如下表所示。

通用夹具通用性强，被广泛应用于单件小批量生产
专用夹具专为某一工序设计，结构紧凑、操作方便、生产效率高、加工精度容易保证，适用于定型产品的成批和大量生产。

组合夹具由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。

通用可调夹具不对应特定的加工对象，适用范围宽，通过适当的调整或更换夹具上的个别元件，即可用于加工形状、尺寸和加工工艺相似的多种工件。

成组夹具专为某一组零件的成组加工而设计，加工对象明确,针对性强。

通过调整可适应多种工艺及加工形状、尺寸。

e) 随行夹具：随行夹具是自动或半自动生产线上使用的夹具，虽然它只适用于某一
种工件，但毛坯装上随行夹具后，可从生产线开始一直到生产线终端在各位置上进行各种不同工序的加工。

根据这一点，随行夹具的结构也具有适用于各种不同工序加工的通用性。

（四）夹具的组成与作用
组成：定位元件、夹紧装置、联接元件、对刀或导向元件、其它装置、夹具体。

夹具组成
1) 定位元件：用于确定工件在夹具中的位置。

2) 夹紧装置：用于夹紧工件。

3) 对刀、导引元件：确定刀具相对夹具定位元件的位置。

4) 其它装置：如分度元件等。

5) 连接元件和连接表面：用于确定夹具本身在机床主轴或工作台上的位置。

6) 夹具体：用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机整体。

作用：(1)保证稳定可靠地达到各项加工精度要求；(2)缩短加工工时，提高劳动生产率；(3)降低生产成本；(4)减轻工人劳动强度；(5)可由较低技术等级的工人进行加工；
(6)能扩大机床工艺范围。

对尺寸精度的保证
1、夹具上装有对刀块5，利用对刀塞尺10塞入对刀块工作面与立铣刀切削刃之间来确定铣刀相对夹具的位置，此时可相应横向调整铣床工作台的位置和垂直升降工作台来达到刀具相对对刀块的正确位置。

2、由于对刀块的两个工作面与相应夹具定位支承板2和齿纹顶支承钉3的各自支承面已保证和尺寸，因而最终保证铣出槽子的a和b尺寸，如下图所示。

3、至于槽子长度的位置尺寸,则依本调整铣床工作台纵向进给的行程挡块的位置，使立式铣床工作台纵向进给的终结位置保证铣刀距支承钉4的距离等于c。

由于工件以端面与支承钉4的工作面相接触，因而最终使铣出槽子的长度位
置达到尺寸的要求。

夹具精度的保证
加工一批工件时，只要在允许的刀具尺寸磨损限度内，都不必调整刀具位置，不需进行试切，直接保证加工尺寸要求。

这就是用夹具装夹工件时，采用调整法达到尺寸精度的工作原理。

（五）典型夹具介绍
通过实物、模型，了解各种夹具的结构、安装、调整。

车床夹具
心轴式、角铁式、花盘式等。

注意夹具与机床的连接方
式（锥柄与过渡盘）
铣床夹具
直线进给式、圆周进给式等。

用定位健确定夹具与机床
的相对位置；用对刀装置调整刀具与夹具的正确位置。

下图中表示铣槽夹具安装在立式铣床的工作台上的情
况。

铣槽夹具钻床夹具
固定式、覆盖式、翻转式、滑柱式等。

用钻套导引刀具，并观察钻模板的型式。

五、新课小结：
1、工件安装的内容和方法。

2、夹具的分类和组成。

3、典型夹具的结构。

六、作业：
1、何谓机床夹具？夹具有哪些作用？
2、机床夹具有哪几个组成部分？各起何作用？
3、为什么夹紧不等于定位。