薄壁配合件的加工
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消除薄壁工件加工夹紧力变形的夹具技术研究
火 硬 度 ５０ ～
６ ＨＲＣ ０ 图 ３
变形。
３ 夹 具 设 计 ．
原 理 夹 具 由 心 轴
图 １
心 轴 作 用
是 ：完成工件正确地定位 、夹紧 ，与机床连收管接 部位 为直径 ５ 。 ０ ｍｍ直柄 ，与收 管配合公差为０
～
１ 凹 圈 ２ 凸 圈 ３ 螺 钉 ４ 成 ，工 件 在 夹 具 上 心 、 、 和 组 轴 定 中心 、端 面 定 位 、 螺 纹 夹 紧 ，一 次 完 成 工 件
不 产 生 径 向 压
ｌ ２ ３
联接 产品的薄壁锥形螺母。通用工件 的加工变形、
定 位 、装夹 ，使 技 术 人 员及 操 作者 不 知 如 何 下 手 。 按 常 规 工 艺 采 用 端 面 或 径 向夹 紧 ，但 在 轴 向 力 或 径 向 力 作用 下 ，使 工 件 受 到夹 紧 力 ，从 而 产 生 弹性
口
消除薄壁工件加工夹紧力变形的 夹具技术研究
北方 光 电股份有 限公 司技术 中心工 艺研究所 （ 陕西 西安 ７ ０ ４ ） 张利 军 １ ０ ３
随着机 械 制造业 的发展 ，要 求精 度高 、体 积
小 、 重 量轻 ，高 精 度 的 薄 壁 工 件逐 渐 增 多 ，尤 其是 外 圆 、锥 面 、端 面 加 工 。夹 具 靠 工 件 自身 的 螺 纹 拉 紧 ， 对 工 件
凸 圈３ 位 ，当 工件 加 工 后 进行 转 动 ，保证 凸 圈３ 定 的 三个 凸 面尺 寸 ５ 。 ０ 移 动 到 尺 寸 ６ 。 ０ ９ ±３ １ ±３ 凹面
余 量０２ ． ｍｍ；两 端 加 工 中心 孔 ，淬 火 后 首 先 研 磨 两
一 、
３ ９ Ｉ ：
６ ＨＲＣ ０ 图 ３
变形。
３ 夹 具 设 计 ．
原 理 夹 具 由 心 轴
图 １
心 轴 作 用
是 ：完成工件正确地定位 、夹紧 ，与机床连收管接 部位 为直径 ５ 。 ０ ｍｍ直柄 ，与收 管配合公差为０
～
１ 凹 圈 ２ 凸 圈 ３ 螺 钉 ４ 成 ，工 件 在 夹 具 上 心 、 、 和 组 轴 定 中心 、端 面 定 位 、 螺 纹 夹 紧 ，一 次 完 成 工 件
不 产 生 径 向 压
ｌ ２ ３
联接 产品的薄壁锥形螺母。通用工件 的加工变形、
定 位 、装夹 ，使 技 术 人 员及 操 作者 不 知 如 何 下 手 。 按 常 规 工 艺 采 用 端 面 或 径 向夹 紧 ，但 在 轴 向 力 或 径 向 力 作用 下 ，使 工 件 受 到夹 紧 力 ，从 而 产 生 弹性
口
消除薄壁工件加工夹紧力变形的 夹具技术研究
北方 光 电股份有 限公 司技术 中心工 艺研究所 （ 陕西 西安 ７ ０ ４ ） 张利 军 １ ０ ３
随着机 械 制造业 的发展 ，要 求精 度高 、体 积
小 、 重 量轻 ，高 精 度 的 薄 壁 工 件逐 渐 增 多 ，尤 其是 外 圆 、锥 面 、端 面 加 工 。夹 具 靠 工 件 自身 的 螺 纹 拉 紧 ， 对 工 件
凸 圈３ 位 ，当 工件 加 工 后 进行 转 动 ，保证 凸 圈３ 定 的 三个 凸 面尺 寸 ５ 。 ０ 移 动 到 尺 寸 ６ 。 ０ ９ ±３ １ ±３ 凹面
余 量０２ ． ｍｍ；两 端 加 工 中心 孔 ，淬 火 后 首 先 研 磨 两
一 、
３ ９ Ｉ ：
口小腔大薄壁曲面零件的组合夹具及装夹方法
端 内六方 的对称度 ，整 个加 工过
程 中 ，划 线 、装 夹 和 对 中心 线 均 靠 人 工 完 成 ，故 其 对 称 度往 往 无 法 达 到 要 求 ，有时 甚 至 超 差 ０ ． ２ ～
０ ． ３ ａｍ。 ｒ
来 实现的 ，因此心管 内六 方的加
工 精 度 便 直 接 影 响 到 了 钻 机 的 整
体 质量 。
因 此 我 们 变 换 了 思 维 ， 尝 试 探 讨 一 种 新 型 加 工 方 法 ，以 提
１ ． 传统 加 工方 法
如图１ 所示 ，此心管内六方分
上 、下 两 部分 。
高 生 产 效 率 、降 低 生 产 成 本 。 但
是 ，由于 心管本身长度 的制 约 ，
故 无 论 使 用 哪 种 设 备 或 刀具 ，都
提 高钻 机 整体 质量 的 目的。
回转 器 是 岩 心 钻 机 中 的 核 心 部 件 之 一 ， 而 立 轴 式 回转 器 因具 有 很 多 优 点 已被 广 泛 采 用 。心 管 是 回转 器 中 带 动 立 轴 一 起 回转 ， 从 而 将 回转 运 动 传 递 给 主 动 钻 杆 的 重 要 零 件 ，其 转 矩 的传 递 便 是 通 过 心 管 内六 方 与 立 轴 的 外 六 方
生 困难 ， 如果 为 了保 证 其 顺利 装
该 组 合 夹 具 克 服 现 有 技 术 的
配 ，人 为 地 将 立 轴 与 心 管 配 合 间 隙 增 加 ，便 又 会 造 成 心 管 与立 轴 的 配 合 不 严 密 ，甚 至 可 造 成 钻 机
不 足 ，提 供 了 一 种 车 床 上 使 用 的 螺纹 夹紧组合夹具 及装夹 方法 ，
数控车_火箭模型工艺品组合件加工
火箭模型工艺品组合件加工项目导入本项目是火箭模型工艺品制作加工，火箭模型头部是由椭圆线所形成的内外回转曲面的薄壁件；火箭模型中部为薄壁套；火箭模型尾部为薄壁喇叭口。
薄壁在此项目中占重要位置。
薄壁套筒类零件是机械中常见的一种零件，它的应用范围很广，广泛应用在各工业部门。
如支承旋转轴的各种形式的滑动轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机气缸套、液压系统中的液压缸以及一般用途的套筒，由于其功用不同，套筒类零件的结构和尺寸有着很大的差别，但其结构上仍有共同点，即：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外圆表面；零件壁的厚度较薄且易变形；零件长度一般大于直径等。
同时它具有重量轻，节约材料，结构紧凑等特点。
项目描述一、项目任务1. 根据给定样图编制火箭模型工艺品的加工工艺规程2. 根据工艺方案加工火箭模型工艺品设计并制作所需专用刀具3. 设计并制作加工火箭模型工艺品所需专用夹具4. 薄壁件加工的特点，掌握减少薄壁件变形的方法4. 加工火箭模型工艺品组件5.火箭模型工艺品零件质量检验及质量分析二、重点难点1. 薄壁件技术要求及工艺分析2. 薄壁件加工精度和配合精度的保证方法3．宏程序的编制4. 夹具的制作三、相关知识要点1．零件加工精度、装配精度的获得方法及工艺尺寸链的计算2．软爪的镗削方法项目准备一、资源要求1．普及型数控车床（或经济型数控车床）若干台（根据学生人数按平均两人一台配置）所用机床为CK6140普及型数控车床FANUC Oi MATE-TB，或其它经济型数控车床，根据学生20人，每两人配一台，机床为20台。
2．各种常用数控车刀若干把根据对薄壁零件特点、刀具的要求进行了分析选择刀具如下：见表1-1各种常用数控车刀若干把3．通用量具及工具若干二、原材料准备LY12、45钢三、相关资料《机械加工手册》、《金属切削手册》和《数控编程手册》。
项目计划一、项目任务分析1．本项目的特点2．本项目中的关键工作3．预计完成本项目所需时间二、分工与进度计划1．分组每组学员为3—4人，应注意强弱组合2．编写项目计划（包括任务分配及完成时间）如下表5-1表1-1 项目计划安排表任务内容零件时间安排人员安排备注任务1 工艺分析与工艺编制零件1 8 H 1人任务可以同时进行，人员可以交叉执行。
薄壁弹性铜套的数控加工分析
成后 续变 形 。 （ ）弹性 变形 ：因该 零件 在工 作 中需 要 径 向间 隙 ２
微调 ，因此必须 具备 弹性 ，使 得两 端开槽 以后 约束减 弱 ，当受 到外力 的作 用后 ，零 件会 产生 弹性 变形 ，造
成零件 尺 寸不易 控制 。 （ ）受外 力变形 ：因工 件壁薄 ，在切 削力 （ ３ 特别是 径 向切削力 ） 和夹 紧力 的作 用下 易产 生变形 ， 而影响 从
中图 分 类 号 ：Ｔ ５ Ｇ６ ９
文献 标 识 码 ：Ａ
１ 工 艺 分 析
图 １所示薄壁零件 材料为 Ｚ ｕ ｎ Ｐ ５ ｎ ， 中等 Ｃ Ｓ ５ ｂＺ ５ 在 滑动速度下 工作 。由于该零 件刚性差 ， 开槽后 内应 力重 新分布 ，变形较大且 内应 力不易清 除 ， 造成数控加 工工 艺性 比较差 。同时 ，因为壁薄 车削时受切削力 和夹 紧力 的作用 ，极 易产生变形 ，具有 一定 的加工难度 。 零件在使用时 主要起 支撑旋转 轴和导 向作用 。 主 其 要 工 作 面 是 内锥 孔 和 外 圆柱 面 ， 端 面起 到 轴 向定 位 的 两
第 １期 （ 第 １ ４期 ） 总 ６
２１ ０ １年 ２月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ８ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴＩ Ｌ ｏＮ
Ｎ ｏ．１
Ｆｅ ｂ．
文章 编 号 ： ６ ２ ６ １ （ ０ １ ０ — ０ ０ — ２ １ ７ — ４ ３ ２ １ ） １ ０ １ ３０
面 粗 糙 度 ； 刀 具 角 度 和切 削 用 量 选 择 的正 确 与 否 同样 而
（ ） 热变形 ：因工件 壁薄 ，切削 过程 中会 引起 工 ４ 件 热胀 冷缩 ，
某薄壁零件车削加工工艺研究
指标 均满 足要求 。
１ ．工艺分析
该零 件采用 车 削加工 存在 以下难 点 ：
（ １ ）工 件无法 装 夹 从 图 １中看 出该 零 件 内外
准端 面及外 圆 （ ４ ， １ ３ ６． ４ － ０ ． ０ ２ ）ｍ ｍ 一 数控 精 车 ４基准
面 内孔一 时效 ８ ｈ 一利 用 Ａ基 准面 与辅 助夹 具 Ｉ定 位 ， 顶 板配 合 将 其 固 定 ，数 控 半 精 车 部 分 凹槽 一 时 效
ｌ Ｔ件三维实体 辅助 夹 具 ，车 削 出 的 零 件 各 项 图２
半精加 Ｔ 和精 加 工 前 均 安 排 时 效 ＿ Ｔ序 ，确 保 加 工 应
力得 以完全 释放 ，具体 见 艺流程 及 ＿ 丁 艺流 程 图 ３ 。 工艺 流程 为 ：毛 坯 预 处 理一 卧 车 粗 车 端 面 及 内 孔一 卧车粗 车 凹槽 一 时 效 ８ ｈ 一 利用工艺夹头装 夹， 数控 半精 车 Ａ基 准 端 面 一 装 夹 不 变 ，数 控 半 精 车 Ａ 基准 内孔 一 时 效 ８ ｈ 一 装 夹 方法 不 变 ，数控 精 车 Ａ基
槽部分。
助夹具 Ｉ 拧 紧 ，通 过 辅 助 夹 具 Ⅱ上 的 端 面 和 锥 面 将
工件最 大 限度地 压 紧 固定 （ 见图 ７ ） 。最 后 利用 普 通
３ ．夹具设计
进 行 凹槽 半 精 加 工 和 精 加 工 工 序 时 ，工 件 的 刚 性 已经很 弱 ，无 法进 行装 夹 ，我们 通过 辅助 夹具 Ｉ和
Ⅱ解 决该难 题 。
自定 心卡 盘装 夹 即可 进 行 工 艺 夹 头 的去 除 及 剩 余 凹 槽 的半 精 和精加 Ｔ 。
（ １ ）辅 助夹具 Ｉ 结构 如 图 ４所 示 ，夹具 Ｉ 的内 型面 作为工 件 的定位 面 ，为此 内型 面形状 与 工件 的 Ａ
薄壁圆筒塑件车削加工专用夹具设计
头卡住圆筒的加强肋 ，使圆筒与心轴一起 绕机床 主轴转 动； 左心轴的 Ａ端 面定位 限制 圆筒 的轴 向移动 、绕 向的转 动 和 ｙ向 的转 动 ３个 自 由度 ，左 心 轴 圆 柱 面 ￣０ ｍ与圆筒 的轴承 内圈配合来 限制 圆筒 向、 ｙ向 ５ｍ 的移动 ２个 自由度 ，共 限制 ５个 自由度 ，满 足定 位 要 求。 ，
Ｎ ００ Ｃ １Ｘ ０．０ Ｙ ７ ．８Ｆ ０ ． （ 近 ① ） ０ ８ Ｏ ２ ０ １ ３ ８ ３ ０ ０ 一 Ｎ ００ Ｇ ０ （ 消 刀 补 ） ０ ９ ４ 撤
再更换 ￣０ ｍ圆柱铣刀进行 ｚ向的对刀操 作。 ４ｍ
ｘ ， 、】 、Ｚ向 对刀， 如图５ 示。 所
Ｎ １０ ＭＯ （ ０ ０ Ｏ 暂停 换精 铣刀 ） Ｎ １０ Ｍ０ ６ ０（ 定精铣主轴转 速并起 动主轴 ） ０ ３￥ ０ 设 １ Ｎ １０Ｃ １Ｘ ０．０Ｙ１ ３７ ８ ． 一 ①到精 铣切 人点） ０ ２ ２ ０ ６ ．７ Ｆ ０ ０（ Ｏ
柱铣刀 刀心 Ａ点 在工 件 坐标 系 的坐标 为 ：Ａ （ ０ ０ ； ２ ．０
２ ３ ７ ／
图 ５ ￣０ ｍ圆柱铣刀对刀示意图 ４ｍ
在数控铣 削加 工 中 ，是 以铣 刀 中心 进 行编 程 计算 的，因此在对刀时 ， 对刀尺寸应该 加上对刀 时使用 的铣
品。
（）二次加工前 ａ
２ 夹具设计及工作原理 ．
（）夹具结构组 成及 工作 原理 （ 图 ３ １ 见 、图 ４ ） 该夹具包括 左 、右 心 轴 ，其 中左 边 心 轴装 在 车床 卡 盘 上 ，右边 部分装在尾座顶尖 的圆柱上 ，加 工时将顶尖 顶
住圆筒。
车削时，将圆筒装在左边心轴上，并通过定位螺栓
Ｎ １ ０ Ｃ １Ｘ ０ ０ ６ ． ７ Ｆ ０． （ ② ） ０ ３ ． ０ Ｙ１ ３ ７ ８ ０ 一 Ｏ
Ｎ ００ Ｃ １Ｘ ０．０ Ｙ ７ ．８Ｆ ０ ． （ 近 ① ） ０ ８ Ｏ ２ ０ １ ３ ８ ３ ０ ０ 一 Ｎ ００ Ｇ ０ （ 消 刀 补 ） ０ ９ ４ 撤
再更换 ￣０ ｍ圆柱铣刀进行 ｚ向的对刀操 作。 ４ｍ
ｘ ， 、】 、Ｚ向 对刀， 如图５ 示。 所
Ｎ １０ ＭＯ （ ０ ０ Ｏ 暂停 换精 铣刀 ） Ｎ １０ Ｍ０ ６ ０（ 定精铣主轴转 速并起 动主轴 ） ０ ３￥ ０ 设 １ Ｎ １０Ｃ １Ｘ ０．０Ｙ１ ３７ ８ ． 一 ①到精 铣切 人点） ０ ２ ２ ０ ６ ．７ Ｆ ０ ０（ Ｏ
柱铣刀 刀心 Ａ点 在工 件 坐标 系 的坐标 为 ：Ａ （ ０ ０ ； ２ ．０
２ ３ ７ ／
图 ５ ￣０ ｍ圆柱铣刀对刀示意图 ４ｍ
在数控铣 削加 工 中 ，是 以铣 刀 中心 进 行编 程 计算 的，因此在对刀时 ， 对刀尺寸应该 加上对刀 时使用 的铣
品。
（）二次加工前 ａ
２ 夹具设计及工作原理 ．
（）夹具结构组 成及 工作 原理 （ 图 ３ １ 见 、图 ４ ） 该夹具包括 左 、右 心 轴 ，其 中左 边 心 轴装 在 车床 卡 盘 上 ，右边 部分装在尾座顶尖 的圆柱上 ，加 工时将顶尖 顶
住圆筒。
车削时，将圆筒装在左边心轴上，并通过定位螺栓
Ｎ １ ０ Ｃ １Ｘ ０ ０ ６ ． ７ Ｆ ０． （ ② ） ０ ３ ． ０ Ｙ１ ３ ７ ８ ０ 一 Ｏ
薄壁零件车削弹性夹具设计
薄壁零件车削弹性夹具设计刘胜利摘要，根据薄壁零件难于加工，易变性的特点，设计了一种利用径向加紧.孔定位.并保证同轴度的弹性夹具。
该夹具结构简单，制造容易，操作方便，加紧可靠，定位精度高。
适合大批量生产。
关键词：薄壁工件，同轴度，夹具。
1引言，图1所示为螺杆深井泵的锭子支撑壳体，材料为不锈钢，车削的最大孔径为83mm ,最薄处工件壁厚1.5mm,内孔尺寸要求精度高，工件材料切削加工性一般，属大直径薄壁工件。
注：不锈钢材料的切削加工性相对45#钢只有40%。
大家都知道，薄壁工件加工时，由于刚性不足，在径向切削力，夹紧力等作用下，容易产生振动和变形，从而工件加工后易产生椭圆等形状公差超差的情况，直接影响薄壁零件的使用效果。
为减少变形，常采用轴向夹紧，但本工件,最薄处只有1.5mm.采用轴向装夹困难重重。
为此，特设计了一套车削夹具，一端采用三爪卡盘加长软爪装夹，车削工件一端至尺寸。
为减少变形，软卡爪采用抱爪，与工件外圆尺寸相差0.1mm左右。
另一端采用弹性胀力心轴装夹，夹具如下图所示：该夹具由锥度心轴1，开口锥度弹性套等组成，它的工作原理是利用螺栓4带动压盖3压向锥度弹性套2向左移动，受心轴1的反作用了影响，开口弹性胀套胀开，对工件内孔定位面实施撑紧，达到无间隙夹紧。
2工作过程。
（1）夹紧过程。
首先，将心轴1以莫氏标准锥度与车床主轴相连，用拉杆与车床主轴拉紧在一起，在夹具形位公差和定位精度保证的同时，也保证了夹具体与机床的连接刚度。
旋进螺杆4时，与螺杆间隙配合的压盖推动弹性胀套沿心轴锥面移动，移动过程中受力产生均匀的弹性变形。
将薄壁零件胀紧。
并且压合处小锥度配合的摩擦力传递扭矩带动工件旋转，夹紧力均匀作用在整个圆周的孔壁面上，故夹紧变形小。
开口弹性套与工件基准孔之间没有间隙，所以有很高的定心精度。
（2）松开过程。
旋出螺栓4，压板拉动弹性胀套右移，消除了胀力套与心轴的作用力，胀力套弹性恢复，径向复原。
即可取下工件。
薄壁筒体零件车焊复合加工柔性组合夹具设计
由于薄壁简体在整个 零件的 中部且为整体式 ，因此将筒
体 车削 的结 构 设 计 为 左 右 对 称 结 构 。简 体 车 削 夹 具 可 安 装 在
通 用机 床上来完成 ， 并用 连接体来联接机床与连接轴外端。 筒 体加工时和法兰加工时 的同轴度可通过 心轴 来完成 ，而不同 长度 的简体 可通过轴 向定位连接体在心轴上的定 位来 实现 。
３ 组合 夹具 的功 能及 安装
考 虑到焊接 结构 的特 点 ， 我 们 将 代加 工零 件 的筒 体整 体 装 卡， 而法兰盘部分 分别装在 机床 两端。即先在一 台通用机床上进 行 简体零件 的车削夹具装 卡 ， 然
后 将 装有 筒体 零 件 的简体 夹 具
整 体 卸 下 来 并 安 装 到 另 一 台 以 装好 法 兰 的 机 床 上 。这 种 方 法 即
满 足 不 同长 度 和 直 径 的 同类 型 零件 加 工 。与 分 离 的车 焊 夹 具
２２ 组合 夹 具 的优 点 －
①柔性组合夹具 的合计可 以实现在 同一 台机床上完成车 削加工工艺和焊接加 工工 艺 ，避免 了零件在不 同加工 工艺时 的二次装卡 ， 同时减少 了安装引起 的精度误差 ， 使焊接装 配精 度和焊接坡 口加工精度分别可 以达 到 ０Ｉ ｍ和 ００ ｒ 满 足 ．ｍ ．５ ｍ， ａ 零件精度要 求 ；②柔性组合夹 具中车削夹具和焊接夹具 是联
①不同长度 的筒体可通过轴 向定位连接体在心轴上 的定 位位 置来实现加 工 ；②不 同直径 的简体 可通过能完成工件夹 紧动 作的外撑块撑开 时来实现 ；③ 多段 薄壁筒体零件可 以通过 改 进夹具组数来实现车焊一体化符合 加工 ；④柔性组合夹具 可
以进 行 更 大 的加 工 范 围 ，是 因其 具 有 可 以更 换 不 同 尺 寸 的轴
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寻找坐标原点过程中，由于使用的设备的精度不同，会带来不同的误差。解决办法：使用精度高的仪器，如：千分表、寻边器等等。
(5)定位误差
工件定位是通过工件上的定位基准面和夹具上定位元件工作表面之间的配合或接触实现的，所以尽可能做到一次装夹，以减少装夹误差。
4结论
通过对此工件的正确工艺分析，合理选用刀具和软件编程，经过分析、计算及改善加工过程，避免了可能产生的种种误差，大幅度提高了精度，保证了尺寸要求，提高了加工质量和效率，降低了工人劳动强度
其中件1中有轮廓复杂的薄壁，厚度为２mm，高度为10mm；中间岛屿是一个Φ80的圆；岛屿中有一个40×1.5,底孔是Φ12mm的沉孔；两个Φ16的通孔的定位尺寸为170；板总高度是29mm；长宽都是200mm。件２中两Φ16的通孔定位尺寸为140mm与件１中两通孔配合；有一个复杂的内轮廓高度为10mm与件１薄壁配合。件１毛坯为200mm×200mm×30mm,件２毛坯为200mm×200mm×25mm。
b.夹紧力的方向朝向主要限制位面，以保证工件的定位精度；
c.夹紧力的方向有利于减少夹紧力；
d.夹紧力应尽可能靠近加工表面；
e.夹紧力的作用点应处在刚性较好的部位；
f.在实际加工中，工件会受到惯性力和工件自重等外力的作用，所以还要选择合适的夹紧力。
结合本工件的形状和加工特点，决定采用平口钳装夹。
在使用中，为保持本次定位装夹中所有需要完成的待加工表面充分暴露在外，需要和量块配合使用。一次装夹好后，尽量不在加工中途更换夹紧点而破坏定位精度。
参考文献
[1]徐宏海主编.《数控加工工艺》,中央广播电视大学出版社, 2008
[2]罗学科，谢富春主编.《数控原理与数控机床》，化学工业出版社.2004.
[3]蒋建强主编.《数控加工技术与实训》，电子工业出版社，2003.
[4]李善术主编.《数控机床及其应用》，机械工业出版社，2001.
a.根据加工中心机床特点和加工需求，目前常用的家具类型有专用夹具，组合夹具可调夹具，成组夹具以及工件统一基准定位装夹系统；
b.工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构的夹具更紧凑，尽量减少辅助时间，而且要保证足够的刚性，能灵活多变。
工件夹紧力的确定：
a.夹紧既不应破坏工件定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变形损伤工件表面；
(3)尺寸圆整误差：这是将计算尺寸换算成机床的脉冲当量时由于圆整化所产生的误差。数控机床能反映出的最小位移量是一个脉冲当量，小于一个脉冲当量的数据只能四舍五入，于是就产生了误差。
(4)操作误差
在加工过程中，操作者在操作过程中，工件的安装引起的误差和寻找工件坐标原点过程中容易引起误差。首先安装过程中，可能会产生工件面与定位面之间靠不紧，解决办法：在安装过程中四个压板要同时压紧，不能其中某个压紧。先让四个螺栓稍微拧一下但是不要彻底拧紧，并且用尼龙棒或者木棒在工件上轻轻敲打，使工件底面与定位面之间靠实。并且拧紧顺序为对角拧紧。
图2-1
对刀点可以设置在工件上，也可以设置在夹具上，但都必须在编程坐标系中有确定的位置，(如图2-1)
对刀点可以与编程原点重合，也可以不重合，这主要取决于加工精度和对刀的方便性。
结合本工件的形状和加工要求，决定把工件对刀点设置在上平面的左下角位置
因为使用的机床是FUNUC加工中心，所以换刀点是机床固定的，如果更换或变化，会引起撞刀。
2.3刀具的预调与对刀点的选择
刀具预调概述
在使用CNC系统的刀具直径和长度补偿功能时，需要知道刀具的直径尺寸和长度尺寸，即刀具预调。刀具预调是加工中心使用中的一项重要工艺准备工作，其目的是在工艺设计后根据加工要求，确定各工序所使用的刀具在刀柄上装夹好后的轴向尺寸和径向尺寸。
对刀点的选择
在加工中，要正确执行加工程序，必须要确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置关系的参考点。在工艺设计和编程时应合理设置对刀点，以操作简单对刀误差小位原则。
刀具在xy平面内的运动为点位运动，确定其进给路线是重点考虑：
a.定位迅速，空行程路线要短
b.定位要准确，避免机械进给系统反向间隙对孔位置精度的影响；
c.当定位迅速与定位准确不能同时满足时，若按最短进给路线进给能保证定位精度，则取最短路线。反之，应取能保证定位精度的路线。刀具在z向的进给路线分为快速移动进给路线和工作进给路线。如图1-1
结合本工件的尺寸要求及加工精度要求,选用三用游标卡尺，外径千分尺，内径千分尺以及粗糙度仪。
3误差分析与补偿
在数控加工的整个过程中，经常会产生以下几种误差：
(1)近似计算误差：主要产生在加工列表曲线、曲面轮廓时，采用近似计算法所发生的逼近误差。
(2)插补误差：这是由于用直线段或圆弧段逼近零件轮廓曲线所产生的误差。减少插补误差的方法是密化插补点，但这会增加程序段数目，增加计算和编程的工作量。
e.钻三个Φ12的孔；
f.Φ40×1.5的孔；
g.加工两个Φ16H7通孔,为保证Ra1.6的粗糙度值要求，选择钻-粗铰-精铰的加工方案。
件2的加工工序：
a.铣大平面，保证尺寸23;
b.钻中心孔确定三个孔的位置；
c.钻三个Φ12的通孔；
d.铣削内轮廓保证周边的粗糙度值为Ra1.6；
e.加工两个通孔要求和方案同件1。
2.4刀具，转速,进给量及背吃刀量选择
道具的选择是数控加工工序设计的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
加工此零件时，由于需要铣大平面所以选用Φ80的立铣刀，铣薄壁是需要直径稍小些，刀刃锋利的刀具，以减少加工中薄壁的变形，工件中有空的加工需要中心钻和麻花钻。
该零件加工所选刀具，转速，进给量及被吃刀量详见表2-1
（2）铣削加工进给路线的确定
铣削加工进给路线包括切削进给和z向快速移动进给两种进给路线。铣床加工进给路线的选择原则对加工中心同样适用。Z向快速移动进给长采用下列路线：
a.铣削开口不通槽时，铣刀在z向可直接快速移动到位，不需工作进给。如图1-2a
b.铣削封闭槽时，铣刀需要有一段切入距离Za,先快速移动到距工件表面的切入距离位置之上，然后以工作进给速度进给至铣削深度H。如图1-2b
件1的加工工序：
a.按先粗后精的顺序铣大平面，保证尺寸29，达到表面粗糙度Ra3.2的要求;
b.用G41和G42依次加工薄壁，粗加工时和精加工时合理选择切削用量，选择锋利的刀具，减少加工中薄壁的变形，保证粗糙度Ra1.6；
c.铣内轮廓圆形周边并保证表面粗糙度Ra1.6的要求；
d.中心钻在三个空的位置分别钻三个中心孔，便于钻头引正；
T03
ø12
500
5
4
铣削薄壁
T04
ø10
800
40
1
5
钻两个ø
18.5的孔
T05
ø18.5
400
60
6
精铰两个ø16的孔
T06
ø16
450
30
7
铣削沉孔
T07
ø16
500
30
30
件2
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
转速r/min
进给速度mm/min
背吃刀量mm
1
铣削上平面保证尺寸23
T01
ø80
序号
刀具号
刀长
数量
转速r/min
进给量mm/min
背吃刀量mm
1
T1
50
1
800
40
2
2
T2
50
1
2000
3
T3
50
1
500
50
4
T4
50
1
800
40
1
5
T5
50
1
400
60
6
T6
501Leabharlann 450307
T7
50
1
500
30
30
2.5计量器具的选择
由于测量时存在计量器具的测量不确定度，因此为了保证测量的可靠性，就必须选择合适的计量器具。标准规定按照计量器具所引起的测量不确定度的允许值选择计量器具。
为了便于查阅及更好的指导编程加工把该零件的加工顺序，所用刀具及切削用量的参数编入表1-1所示的薄壁配合件加工工艺卡中。
件1
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
转速r/min
进给速度mm/min
背吃刀量mm
1
铣削上平面保证尺寸29
T01
ø80立铣刀
800
40
2
2
中心钻钻三个工艺孔
T03
ø3
2000
3
麻花钻钻三个ø12的孔
c.铣削轮廓及通槽时，铣刀应有一段切出距离Zo，可直接快速移动到距工件表面Zo处。如图1-2c
图
2薄壁配合件加工工艺的确定
2.1工艺分析
此件为配合件，两配合件要求轮廓相配销孔相配，材料为45号钢，一般刀具都可以加工，不需要热处理。由图可知，此图有公差要求和表面粗糙度要求，且比较高，所以在加工中应予以注意。
加工中心的控制系统功能较多，机床运动至少用３个运动坐标轴，在机械制造领域承担着精密复杂的任务加工，按给定的工艺指令自动加工出所需几何形状的工件。
1.3加工路线的选择
加工中心刀具的进给路线包括孔加工进给路线和铣削加工进给路线。（1）孔加工进给路线的确定
孔加工时，一般是先将刀具在xy平面内快速定位到孔中心线的位置上，然后再沿z向运动进行加工。
关键词：薄壁配合工艺分析数控编程
此薄壁配合件有两张图纸，根据图纸要求和所用机床及夹具量具等制定工艺过程，论述如下。
1薄壁配合件的加工工艺性分析
(5)定位误差
工件定位是通过工件上的定位基准面和夹具上定位元件工作表面之间的配合或接触实现的，所以尽可能做到一次装夹，以减少装夹误差。
4结论
通过对此工件的正确工艺分析，合理选用刀具和软件编程，经过分析、计算及改善加工过程，避免了可能产生的种种误差，大幅度提高了精度，保证了尺寸要求，提高了加工质量和效率，降低了工人劳动强度
其中件1中有轮廓复杂的薄壁，厚度为２mm，高度为10mm；中间岛屿是一个Φ80的圆；岛屿中有一个40×1.5,底孔是Φ12mm的沉孔；两个Φ16的通孔的定位尺寸为170；板总高度是29mm；长宽都是200mm。件２中两Φ16的通孔定位尺寸为140mm与件１中两通孔配合；有一个复杂的内轮廓高度为10mm与件１薄壁配合。件１毛坯为200mm×200mm×30mm,件２毛坯为200mm×200mm×25mm。
b.夹紧力的方向朝向主要限制位面，以保证工件的定位精度；
c.夹紧力的方向有利于减少夹紧力；
d.夹紧力应尽可能靠近加工表面；
e.夹紧力的作用点应处在刚性较好的部位；
f.在实际加工中，工件会受到惯性力和工件自重等外力的作用，所以还要选择合适的夹紧力。
结合本工件的形状和加工特点，决定采用平口钳装夹。
在使用中，为保持本次定位装夹中所有需要完成的待加工表面充分暴露在外，需要和量块配合使用。一次装夹好后，尽量不在加工中途更换夹紧点而破坏定位精度。
参考文献
[1]徐宏海主编.《数控加工工艺》,中央广播电视大学出版社, 2008
[2]罗学科，谢富春主编.《数控原理与数控机床》，化学工业出版社.2004.
[3]蒋建强主编.《数控加工技术与实训》，电子工业出版社，2003.
[4]李善术主编.《数控机床及其应用》，机械工业出版社，2001.
a.根据加工中心机床特点和加工需求，目前常用的家具类型有专用夹具，组合夹具可调夹具，成组夹具以及工件统一基准定位装夹系统；
b.工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构的夹具更紧凑，尽量减少辅助时间，而且要保证足够的刚性，能灵活多变。
工件夹紧力的确定：
a.夹紧既不应破坏工件定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变形损伤工件表面；
(3)尺寸圆整误差：这是将计算尺寸换算成机床的脉冲当量时由于圆整化所产生的误差。数控机床能反映出的最小位移量是一个脉冲当量，小于一个脉冲当量的数据只能四舍五入，于是就产生了误差。
(4)操作误差
在加工过程中，操作者在操作过程中，工件的安装引起的误差和寻找工件坐标原点过程中容易引起误差。首先安装过程中，可能会产生工件面与定位面之间靠不紧，解决办法：在安装过程中四个压板要同时压紧，不能其中某个压紧。先让四个螺栓稍微拧一下但是不要彻底拧紧，并且用尼龙棒或者木棒在工件上轻轻敲打，使工件底面与定位面之间靠实。并且拧紧顺序为对角拧紧。
图2-1
对刀点可以设置在工件上，也可以设置在夹具上，但都必须在编程坐标系中有确定的位置，(如图2-1)
对刀点可以与编程原点重合，也可以不重合，这主要取决于加工精度和对刀的方便性。
结合本工件的形状和加工要求，决定把工件对刀点设置在上平面的左下角位置
因为使用的机床是FUNUC加工中心，所以换刀点是机床固定的，如果更换或变化，会引起撞刀。
2.3刀具的预调与对刀点的选择
刀具预调概述
在使用CNC系统的刀具直径和长度补偿功能时，需要知道刀具的直径尺寸和长度尺寸，即刀具预调。刀具预调是加工中心使用中的一项重要工艺准备工作，其目的是在工艺设计后根据加工要求，确定各工序所使用的刀具在刀柄上装夹好后的轴向尺寸和径向尺寸。
对刀点的选择
在加工中，要正确执行加工程序，必须要确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置关系的参考点。在工艺设计和编程时应合理设置对刀点，以操作简单对刀误差小位原则。
刀具在xy平面内的运动为点位运动，确定其进给路线是重点考虑：
a.定位迅速，空行程路线要短
b.定位要准确，避免机械进给系统反向间隙对孔位置精度的影响；
c.当定位迅速与定位准确不能同时满足时，若按最短进给路线进给能保证定位精度，则取最短路线。反之，应取能保证定位精度的路线。刀具在z向的进给路线分为快速移动进给路线和工作进给路线。如图1-1
结合本工件的尺寸要求及加工精度要求,选用三用游标卡尺，外径千分尺，内径千分尺以及粗糙度仪。
3误差分析与补偿
在数控加工的整个过程中，经常会产生以下几种误差：
(1)近似计算误差：主要产生在加工列表曲线、曲面轮廓时，采用近似计算法所发生的逼近误差。
(2)插补误差：这是由于用直线段或圆弧段逼近零件轮廓曲线所产生的误差。减少插补误差的方法是密化插补点，但这会增加程序段数目，增加计算和编程的工作量。
e.钻三个Φ12的孔；
f.Φ40×1.5的孔；
g.加工两个Φ16H7通孔,为保证Ra1.6的粗糙度值要求，选择钻-粗铰-精铰的加工方案。
件2的加工工序：
a.铣大平面，保证尺寸23;
b.钻中心孔确定三个孔的位置；
c.钻三个Φ12的通孔；
d.铣削内轮廓保证周边的粗糙度值为Ra1.6；
e.加工两个通孔要求和方案同件1。
2.4刀具，转速,进给量及背吃刀量选择
道具的选择是数控加工工序设计的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
加工此零件时，由于需要铣大平面所以选用Φ80的立铣刀，铣薄壁是需要直径稍小些，刀刃锋利的刀具，以减少加工中薄壁的变形，工件中有空的加工需要中心钻和麻花钻。
该零件加工所选刀具，转速，进给量及被吃刀量详见表2-1
（2）铣削加工进给路线的确定
铣削加工进给路线包括切削进给和z向快速移动进给两种进给路线。铣床加工进给路线的选择原则对加工中心同样适用。Z向快速移动进给长采用下列路线：
a.铣削开口不通槽时，铣刀在z向可直接快速移动到位，不需工作进给。如图1-2a
b.铣削封闭槽时，铣刀需要有一段切入距离Za,先快速移动到距工件表面的切入距离位置之上，然后以工作进给速度进给至铣削深度H。如图1-2b
件1的加工工序：
a.按先粗后精的顺序铣大平面，保证尺寸29，达到表面粗糙度Ra3.2的要求;
b.用G41和G42依次加工薄壁，粗加工时和精加工时合理选择切削用量，选择锋利的刀具，减少加工中薄壁的变形，保证粗糙度Ra1.6；
c.铣内轮廓圆形周边并保证表面粗糙度Ra1.6的要求；
d.中心钻在三个空的位置分别钻三个中心孔，便于钻头引正；
T03
ø12
500
5
4
铣削薄壁
T04
ø10
800
40
1
5
钻两个ø
18.5的孔
T05
ø18.5
400
60
6
精铰两个ø16的孔
T06
ø16
450
30
7
铣削沉孔
T07
ø16
500
30
30
件2
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
转速r/min
进给速度mm/min
背吃刀量mm
1
铣削上平面保证尺寸23
T01
ø80
序号
刀具号
刀长
数量
转速r/min
进给量mm/min
背吃刀量mm
1
T1
50
1
800
40
2
2
T2
50
1
2000
3
T3
50
1
500
50
4
T4
50
1
800
40
1
5
T5
50
1
400
60
6
T6
501Leabharlann 450307
T7
50
1
500
30
30
2.5计量器具的选择
由于测量时存在计量器具的测量不确定度，因此为了保证测量的可靠性，就必须选择合适的计量器具。标准规定按照计量器具所引起的测量不确定度的允许值选择计量器具。
为了便于查阅及更好的指导编程加工把该零件的加工顺序，所用刀具及切削用量的参数编入表1-1所示的薄壁配合件加工工艺卡中。
件1
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格/mm
转速r/min
进给速度mm/min
背吃刀量mm
1
铣削上平面保证尺寸29
T01
ø80立铣刀
800
40
2
2
中心钻钻三个工艺孔
T03
ø3
2000
3
麻花钻钻三个ø12的孔
c.铣削轮廓及通槽时，铣刀应有一段切出距离Zo，可直接快速移动到距工件表面Zo处。如图1-2c
图
2薄壁配合件加工工艺的确定
2.1工艺分析
此件为配合件，两配合件要求轮廓相配销孔相配，材料为45号钢，一般刀具都可以加工，不需要热处理。由图可知，此图有公差要求和表面粗糙度要求，且比较高，所以在加工中应予以注意。
加工中心的控制系统功能较多，机床运动至少用３个运动坐标轴，在机械制造领域承担着精密复杂的任务加工，按给定的工艺指令自动加工出所需几何形状的工件。
1.3加工路线的选择
加工中心刀具的进给路线包括孔加工进给路线和铣削加工进给路线。（1）孔加工进给路线的确定
孔加工时，一般是先将刀具在xy平面内快速定位到孔中心线的位置上，然后再沿z向运动进行加工。
关键词：薄壁配合工艺分析数控编程
此薄壁配合件有两张图纸，根据图纸要求和所用机床及夹具量具等制定工艺过程，论述如下。
1薄壁配合件的加工工艺性分析