數(shù)控機(jī)床編程與操作3、數(shù)控機(jī)床的裝夾方式

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式3.1數(shù)控車床夾具的概念3.2數(shù)控車床零件基準(zhǔn)和加工定位基準(zhǔn)3.3數(shù)控車床通用夾具3.4數(shù)控車床的裝夾找正3.5數(shù)控銑削時(shí)零件的定位基準(zhǔn)與裝夾3.6數(shù)控銑床通用夾與安裝3.7數(shù)控銑床的找正

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式3.1數(shù)控車床夾具的概念在數(shù)控車床上用于裝夾工件的裝置稱為車床夾具。車床夾具可分為通用夾具和專用夾具兩大類。通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以上工件的夾具，例如車床的三爪卡盤、四爪卡盤、彈簧卡套和通用心軸等；專用夾具是專門為加工某一特定工件的某一工序而設(shè)計(jì)的夾具。按夾具元件組合的特點(diǎn)，可分為不能重新組合的夾具和能重新組合的夾具。后者稱為組合卡具。數(shù)控車床的通用夾具與普通車床的通用夾具相同。1.數(shù)控車床夾具的定義和分類

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式2.夾具的作用在數(shù)控車削加工過程中，夾具是用來裝夾被加工工件的，因此必須保證被加工工件的定位精度，并盡可能做到裝卸方便、快捷。選擇夾具時(shí)優(yōu)先考慮使用通用夾具。使用通用夾具無法裝夾、或者不能保證被加工工件與加工工序的定位精度時(shí)，才采用專用夾具。專用夾具的定位精度較高，成本也較高。專用夾具的作用為：（1）保證產(chǎn)品質(zhì)量（2）提高加工效率（3）解決車床加工中的特殊裝夾問題（4）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式3.2數(shù)控車床零件基準(zhǔn)和加工定位基準(zhǔn)1.基準(zhǔn)（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工件時(shí)采用的基準(zhǔn)。例如軸套類和輪盤類零件的中心線。軸套類和輪盤類零件都是屬于回轉(zhuǎn)體類零件，通常將其徑向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)置在回轉(zhuǎn)體軸線上，將軸向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)置在工件的某一端面或幾何中心處。（2）加工定位基準(zhǔn)加工定位基準(zhǔn)即在加工中工件裝夾定位時(shí)的基準(zhǔn)。數(shù)控車床加工軸套類及輪盤類零件的加工定位基準(zhǔn)只能是被加工工件的外圓表面、內(nèi)圓表面或零件端面中心孔。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式（3）測量基準(zhǔn)被加工工件各項(xiàng)精度測量和檢測時(shí)的基準(zhǔn)。機(jī)械加工工件的精度要求包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。2.數(shù)控車床定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇包括定位方式的選擇和被加工件定位面的選擇。在數(shù)控車削加工中，較短軸類零件的的定位方式通常采用一端外圓固定，即用三爪卡盤、四爪卡盤或彈簧套固定工件的外圓表面，此定位方式對工件的懸伸長度有一定限制，工件懸伸過長會使其在切削過程中產(chǎn)生變形，增大加工誤差。對于切削長度較長的軸類零件可以采用一夾一頂?shù)姆绞剑虿捎脙身敿舛ㄎ弧?/p>

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式3.3數(shù)控車床通用夾具1.圓周定位夾具（1）三爪卡盤三爪卡盤是最常用的車床通用卡具（如圖），也是數(shù)控車床的通用卡具。三爪卡盤的最大優(yōu)點(diǎn)是可以自動(dòng)定心。它的夾持范圍大，但定心精度不高，不適合于零件同軸度要求高時(shí)的二次裝夾。在數(shù)控車削加工中，粗加工、半精加工的精度要求不高時(shí)，可利用工件或毛坯的外圓表面定位。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式三爪卡盤示意圖

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式（2）軟爪由于三爪卡盤定心精度不高，當(dāng)加工同軸度要求較高的工件，或進(jìn)行工件的二次裝夾時(shí)，常使用軟爪。通常三爪卡盤的卡爪要進(jìn)行熱處理，硬度較高，很難用常規(guī)刀具切削。軟爪是為改變上述不足而設(shè)計(jì)制造的一種具有切削性能的夾爪。加工軟爪時(shí)要注意以下幾方面的問題：①

軟爪要在與使用時(shí)相同的夾緊狀態(tài)下進(jìn)行車削，以免在加工過程中松動(dòng)和由于反向間隙而引起定心誤差。車削軟爪內(nèi)定位表面時(shí)，要在軟爪尾部夾一適當(dāng)?shù)膱A盤，以消除卡盤端面螺紋的間隙。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式②

當(dāng)被加工工件以外圓定位時(shí)，軟爪夾持直徑應(yīng)比工件外圓直徑略小，其目的是增加軟爪與工件的接觸面積。軟爪內(nèi)徑大于工件外徑時(shí)，會使軟爪與工件形成三點(diǎn)接觸，此種情況下夾緊牢固度較差，所以應(yīng)盡量避免。當(dāng)軟爪內(nèi)徑過小時(shí)，會形成軟爪與工件的六點(diǎn)接觸，這樣不僅會在被加工表面留下壓痕，而且軟爪接觸面也會變形。這在實(shí)際使用中都應(yīng)該盡量避免。軟爪有機(jī)械式和液壓式兩種。軟爪常用于加工同軸度要求較高的工件的二次裝夾。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式（3）卡盤加頂尖在車削質(zhì)量較大的工件時(shí)，一般應(yīng)將工件的一端用卡盤夾持，另一端用后頂尖支撐。為了防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，或者利用工件的臺階面進(jìn)行限位。這種裝夾方法比較安全可靠，能夠承受較大的軸向切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，所以在數(shù)控車削加工中應(yīng)用較多。（4）心軸和彈簧心軸當(dāng)工件用已加工過的孔作為定位基準(zhǔn)時(shí)，可采用心軸裝夾。這種裝夾方法可以保證工件內(nèi)外表面的同軸度，適于批量生產(chǎn)。心軸的種類很多，常見的有圓柱心軸、小錐度心軸，這類心軸的定心精度不高。彈簧心軸既能定心，又能夾緊，是一種定心夾緊裝置。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式（5）彈簧夾套彈簧夾套定心精度高，裝夾工件快捷方便，常用于精加工過的外圓表面定位。它特別適用于尺寸精度較高、表面質(zhì)量較好的冷拔圓棒料的夾持。彈簧夾套所夾持工件的內(nèi)孔為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)系列，并非任意直徑的工件都可以進(jìn)行夾持。（6）四爪卡盤加工精度要求不高、偏心距較小、零件長度較短的工件時(shí)，可以采用四爪卡盤進(jìn)行裝夾（如圖）。四爪卡盤的四個(gè)卡爪是各自獨(dú)立移動(dòng)的，可調(diào)整工件在車床主軸上的夾持位置，使工件加工表面的回轉(zhuǎn)中心與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。但是，四爪卡盤的找正麻煩，一般用于單件小批生產(chǎn)。四爪卡盤的卡爪有正爪和反爪兩種形式。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式四爪卡盤

1—卡盤體2—卡爪3—絲桿YX

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式2.中心孔定位夾具（1）兩頂尖撥盤兩頂尖定位的優(yōu)點(diǎn)是定心正確正確可靠，安裝方便，主要用于精度要求較高的零件加工。頂尖的作用是進(jìn)行工件的定心，并承受工件的重量和切削力。頂尖分前頂尖和后頂尖。前頂尖插入主軸錐孔內(nèi)，另一種是夾持在卡盤上。后頂尖插入尾座套筒。一種后頂尖是固定的，另一種是回轉(zhuǎn)的，回轉(zhuǎn)頂尖使用較廣泛。利用兩頂尖定位還可加工偏心工件。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式使用兩頂尖裝夾工件時(shí)的注意事項(xiàng)：①前后頂尖的連線應(yīng)該與車床主軸中心線同軸，否則會產(chǎn)生不應(yīng)有的錐度誤差。②

尾座套筒在不與車刀干涉的前提下，應(yīng)盡量伸出短些，以增加剛性和減小振動(dòng)。③

中心孔的形狀應(yīng)正確，表面粗糙度應(yīng)較好。在軸向精確定位時(shí)，中心孔倒角可以加工成準(zhǔn)確的圓弧形倒角，并且以該圓弧形倒角與頂尖錐面的切線為軸向定位基準(zhǔn)來進(jìn)行定位。④

兩頂尖中心孔的配合應(yīng)該松緊適當(dāng)。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式（2）撥動(dòng)頂尖車削加工中常用的撥動(dòng)頂尖有內(nèi)、外撥動(dòng)頂尖和端面撥動(dòng)頂尖兩種。①

內(nèi)、外撥動(dòng)頂尖這種頂尖的錐面帶齒，能嵌入工件，撥動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。②

端面撥動(dòng)頂尖這種頂尖用端面撥爪帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，適合裝夾直徑在50~150mm之間的工件。3.其他車削工裝夾具數(shù)控車削加工中有時(shí)會遇到一些形狀復(fù)雜和不規(guī)則的零件，不能使用三爪或四爪卡盤裝夾，需要借助其他工裝夾具如花盤、角鐵等夾具。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式3.4數(shù)控車床的裝夾找正1.裝夾找正數(shù)控車床進(jìn)行工件的裝夾時(shí)，必須將工表面的回轉(zhuǎn)中心軸線（即工件坐標(biāo)系的Z軸），找正到與數(shù)控車床的主軸中心軸線重合。2.找正方法與普通車床找正工件的找正方法相同，一般用打表找正。通過調(diào)整卡爪，使得工件坐標(biāo)系的Z軸與數(shù)控車床的主軸回轉(zhuǎn)中心軸線重合。單件的偏心工件在安裝時(shí)常常要進(jìn)行裝夾找正。使用三爪自動(dòng)定心卡盤裝夾較長的工件時(shí)，由于工件較長，工件遠(yuǎn)離三爪自動(dòng)定心卡盤夾持部分的旋轉(zhuǎn)中心會與車床主軸的旋轉(zhuǎn)中心不重合，此時(shí)必須進(jìn)行工件的裝夾找正。三爪自動(dòng)定心卡盤的精度不高時(shí)，安裝工件也需要進(jìn)行工件的裝夾找正。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式3.5數(shù)控銑削時(shí)零件的定位基準(zhǔn)與裝夾1.定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種,用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。除第一道工序用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式零件的定位基準(zhǔn)，一方面要能保證零件經(jīng)多次裝夾后其加工表面之間相互位置的正確性，如多棱體、復(fù)雜箱體等在臥式加工中心上完成四周加工后，要重新裝夾以便加工剩余的加工表面，若用同一基準(zhǔn)定位可以避免由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換引起的誤差；另一方面零件的定位基準(zhǔn)要能滿足加工中心工序集中的特點(diǎn)，即一次安裝盡可能完成零件上較多表面的加工。定位基準(zhǔn)最好是零件上已有的面和空，若沒有合適的面或孔，可以專門設(shè)置工藝孔或工藝凸臺等作為定位基準(zhǔn)。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式2.裝夾在確定裝夾方案時(shí)，要根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)確定工件的夾緊定位方式，并選擇合適的夾具。此時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)：①

夾緊機(jī)構(gòu)或其他元件不得影響進(jìn)給，加工部位要敞開。要求夾持工件后夾具等一些組件不能與刀具運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生干涉。對有些箱體零件加工可以利用內(nèi)部空間來安排夾緊機(jī)構(gòu)，將其加工表面敞開，但在臥式加工中心上對零件四周進(jìn)行加工時(shí)，若很難同時(shí)安排夾具的定位和夾緊裝置，可以減少加工表面來預(yù)留出定位夾緊元件的空間。②

必須保證最小的夾緊變形。工件在加工時(shí)，切削力大，需要的夾緊力也大，但又不能把工件夾壓變形，因此，必須慎重選擇夾具的支撐點(diǎn)、定位點(diǎn)和夾緊點(diǎn)。

第3講數(shù)控機(jī)床的裝夾方式③

裝卸方便，輔助時(shí)間盡量短。由于數(shù)控銑床和加工中心加工效率高，裝夾工件的輔助時(shí)間對加工效率影響較大，所以要求配套夾具在使用中也要做到裝卸快而方便。④

對小型零件或工序時(shí)間不長的