加工中心零件如何裝夾與定位

(1)確定零件夾具

在加工中心上，夾具的任務設計不僅是夾緊工件，而且還要以社會各個發展方向的定位面為參考基準，確定不同工件進行編程的零點。在加工中心加工的部件通常很復雜。零件在一次裝夾中，既要粗銑、粗鏜，又要精銑、精鏜，需要通過多種形式多樣的刀具，這就可以要求進行夾具既能承受大切削力，又要能夠滿足市場定位系統精度要求。加工中心的自動換刀功能決定了支架、位置檢測和對刀部件不能用于加工。加工技術中心的高柔性要求其夾具比普通機床產業結構設計緊湊，簡單，夾緊動作發展迅速、準確，盡量減 少輔助教學時間，操作更加方便、省力、安全，而且要保證學生足夠的剛性，還要能靈活運用多變。

在加工中心的機床上，要想合理地應用夾具，首先要對加工中心的加工特點有深入的了解和掌握，同時還要考慮以下幾個因素:

①加工零件的精度;

②批量大小;

③制造周期;

④制造成本。

根據我國加工技術中心機床特點和加工企業需要，目前我們常用的夾具結構不同類型有專用夾具、組合夾具;可調整夾具和成組夾具。在選擇時，應綜合考慮各種因素，選擇最經濟合理的夾具形式。

1)組合夾具

組合夾具是由一套系統結構發展已經進行標準化，尺寸已經規格化的通用技術組合元件構成。可根據工作件的處理需要形成各種固定裝置。組合設計夾具有槽系組合進行夾具和孔系組合夾具。圖5-7顯示了帶有一個孔系統的組合夾具。

組合夾具的基本特點是可以滿足三化：標準化、系列化、通用化，具有不同組合性，可調性，模擬性，柔性，應急性和經濟性，使用壽命長，能適應企業產品進行加工中的周期短、成本低等問題要求，比較研究適合自己加工技術中心發展應用。組合夾具在加工中心中的應用具有以下優點:

①節約夾具的設計制造工時;②縮短生產技術準備工作周期;③節約鋼材和降低管理成本;④提高我國企業進行工藝裝備系數。

但由于組合夾具是由各種常見的標準構件組成，構件之間的環節較多，所以夾具的精度和剛度仍不如專用夾具，尤其是構件連接的結合面剛度，對加工精度影響較大。通常，采用不同組合夾具時其尺寸進行加工精度只能達到IT8～IT9級，這就可以使得產品組合夾具在應用范圍上受到企業一定時間限制。此外，首次使用組合夾具投資大(當然租賃會節省一筆投資)，整體顯得笨重，以及芯片拆卸不便等不足。對中、小批量，單件(如新產品試制等)或加工技術精度可以要求不十分需要嚴格的 零件，在加工中心上加工時，應盡我們可能通過選擇進行組合夾具。

2)專用夾具

對于本廠的主導產品，批次較大，并輪流現場加工，關鍵零部件精度要求高，在加工中心加工中，選擇專用夾具是非常必要的。

專用夾具是根據企業某一零件的結構發展特點進行專門研究設計的夾具，具有經濟結構可以合理，剛性強，裝夾穩定可靠，操作簡單方便，提高安裝精度及裝夾速度等優點。有了這種夾具，一批工件加工后尺寸穩定，互換性好，可以大大提高生產率。但是，專用夾具所固有的只能為學生一種重要零件的加工所專用的狹隘性，與產品進行品種發展不斷變型更新 的形勢不相適應，特別是一些專用夾具的設計和制造生產周期長，花費的勞動量較大，加工方法簡單分析零件顯然不太了解經濟。

3)可調整夾具

可調夾具能有效克服上述兩種夾具的缺點，既能滿足加工精度，又有一定的靈活性。這是一種很有發展前景的新型夾具結構。加工技術中心為它開辟了廣闊的道路。

可調夾具與組合式夾具非常相似，不同之處在于它有一系列夾具細節，整體剛性好。在夾具體上，設置有可定位、夾壓等多功能的T型槽及臺階式 光孔、螺孔，配制有多種方式夾緊進行定位系統元件。可調節夾具可擴展夾具的范圍，并可在添加通用夾具元素后快速調整。其剛性好的特點，能良好地保證企業加工精 度，它不僅可以適用于多品種、中小學生批量進行生產，而且在少品種、大批量生產中也會體現出一個明顯的優越性。

4)成組夾具

成組設計夾具是隨成組進行加工生產工藝的發展而出現的。使用進行成組設計夾具的基礎是對零件的分類(即編碼信息系統中的零件族)。通過工藝分析，將形狀尺寸相似的各種零件分組編譯成成組工藝，然后將定位、夾緊、加工方法相同或相似的零件集中在一起，從整體上考慮夾具的設計方案。對結構進行外形相似的零件，采用成組夾 具，具有中國經濟、夾緊精度要求高等教育特點。

簡言之，加工中心部分夾具的選擇應根據部分精度等級、部分結構特征、產品批次和機床精度進行考慮。在此，推薦學生選擇順序：優先發展考慮進行組合夾具，其次可以考慮可調整夾具，最后我們考慮專用夾具、成組夾具。當然，也可以用三爪卡盤、虎鉗等大家熟悉的一般夾具。

(2)夾緊與安裝

即使用系統剛度要求較高的機床可以進行分析加工，如果企業加工的工件材料及其夾具設計沒有得到足夠的剛性，也會出現自激振動或尺寸偏差，因此，在考慮夾緊方案時，應注意工件的穩定性。裝夾不當也是如此，在裝夾過程中使工件的剛性部分變形。

在考慮進行夾緊系統方案時，夾緊力應力求靠近我們主要通過支承點上，或在支承點所組成的三角內，并力求靠近切削部位及剛性好的地方，盡量自己不要因為在被信息加工孔的上方。同時，考慮到每個夾緊部件不應與加工部件和使用的工具發生干涉。

夾具在機床上的安裝系統誤差和工件在夾具中的定位、安裝誤差對加工技術精度將產生可以直接通過影響。即使程序的零點與工件本身的參考點一致，也要求工件精確調整機床坐標軸上的角度。如果進行編程零點不是可以根據不同工件本身，而是按著夾具的基準來測量，則在編制施工工藝設計文件時，根據相關零件的加工精度對裝夾提出特 殊要求。夾具工作表面的任何磨損和污物都會造成處理錯誤，因此，操作員在裝載工作件時必須清潔污垢，并根據工藝文檔的要求找到正確的定位表面，使其在一定范圍內準確無誤。

夾具設計必須能夠保證最小的夾緊變形。零件在粗加工時，切削力大，需要夾緊力，但不能使零件夾緊變形，所以必須仔細選擇夾具支撐點、定位點和夾緊點、夾緊點。壓板的夾緊點要盡量選擇接近一個支承點，避免把夾緊力加在結構零件無支承的區域。如果這些措施仍然不能控制零件的變形，只能把粗加工過程和精加工過程分開，或者粗加工程序只編制粗加工過程。粗加工后，編制可選停止指令，操作者松開夾具，消除零件變形后，繼續精加工。

(3)確定一個零件在機床進行工作臺上的最佳位置

在臥式加工中心上加工零件時，為了進行多工位加工，需要考慮零件(包括夾具)在機床工作臺上的最佳位置，該位置是考慮機床進度表和工藝準備過程中的各種干擾而確定的。如果沒有考慮不周，將會發展造成我國機床超程，更換刀具，影響進行加工技術精度或重新開始進入試切階段而造成浪廢工時等不良后 果，也增大了出現一些廢品的可能性。

加工中心的自動工具更換 (ATC) 功能決定了其最大的弱點是工具懸臂加工，不能用于加工過程。因此，在進行多工位零件的加工時，應綜合分析計算各工位的各加工材料表面到機床主軸端面的距離以選擇一個最佳的刀具長度，提高生產工藝管理系統的剛性，從而可以保證企業加工技術精度。