2013.6.99.数控编程课程设计指导书（2010年）

精度提高极少。

③同样,生产成本也有一定极限,超过极限B点,即使再降低加工精度,生产成本降低极少。

④曲线中的AB段,加工精度和加工成本是互相适应的,属于加工经济精度的范围。

⑤随着科技的不断发展,新技术、新工艺、新材料的不断推广和应用,加工精度不断提高,生产成本不断降低。因此, 各种加工方法的加工精度不是一成不变的,而会逐步提高。 各种典型表面的加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度

等级均已制定表格,在机械加工工艺手册中都能查到。 5-6 加工误差△与加工成本Q之间的关系

教材中表1-1～表1-4分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度，供选择加工方法时参考。

2．选择加工方法时需要考虑的主要因素 见教材1.5.2节（加工方法的选择）。

5.4 工件的定位与夹紧 5.4．1 工件装夹的基本概念

1．定位、夹紧、夹具

工件在加工之前必须放在夹具中,使其得到一个正确的位置或方向,并使其在加工中虽然受到切削力及其他外力的影响,仍能保证正确的位置或方向。

确定工件在机床上或夹具中有正确位置的过程,称为定位。工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作,称为夹紧。工件定位与夹紧的过程又称为工件的装夹。在机床上用于装夹工件的工艺装备就称为机床夹具。夹具主要在机床加工中起到机床与工件、刀具之间的桥梁作用,并使它们联系起来。

2．基准的概念

工件的定位,必须要有一个参照物(点、线、面)来衡量。确定工件上几何要素(点、线、面)间的位置关系,所依据的另一些点、线、面称为基准。基准就是“依据”,常用基准及其相互关系如下。

①设计基准——在零件图样上用于标注尺寸和表面相互位置关系的基准,称为设计基准。

17

②工序基准——在工序图上,用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。

③工艺基准——在加工零件和装配机器的工艺过程中采用的基准称为工艺基准。工艺基准又可以分为定位基准、测量基准和装配基准。

因为工件的装夹主要与定位基准有关,因此这里主要介绍定位基准。

④定位基准——在加工中用作定位的基准。工件装夹过程中,它用来确定工件在机床或具上的正确位置。工件的定位基准一经确定,工件上其他表面的位置关系也随之确定。 如图5-7所示,轴承座用底面A和侧面B定位,由于工件是一个整体,当底面A和侧面B的位置一经确定, φ20H7内孔轴线的位置也就确定了。

工件在夹具上定位时,作为定位基准的点、线、面并不一定和夹具的某些部件直接接触,往往是通过一些具体的表面体现出来,这些具体的表面称为定位基面。例如,用两顶尖装夹车轴时,轴的两顶尖孔面就是定位基面,但它体现的定位基准是轴

的中心线。 图5-7 轴承座用底面A和侧面B定位

5.4．2 六点定位原理、定位方式及定位元件的选择

参见教材1.8.1～1.8.3节

5.4．3 工件的夹紧及夹紧方式

参见教材1.9节

5.4．4 数控机床常用夹具简介

数控机床夹具的作用与分类参见教材1.7.3 节 1．数控车床常用夹具

车床夹具通常是指各种类型车床上使用的夹具。车床主要用于加工工件的内外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹及端平面等，这些表面都是绕机床主轴的旋转轴心而形成的,因此车床的夹具主要是指安装在车床主轴上的夹具,这类夹具和机床主轴相连接并带动工件一起随主轴旋转。除了各种卡盘、顶尖等通用夹具或其他机床附件外,往往还根据加工的需要设计出各种心轴或其他专用夹具。

为充分发挥数控车削机床的高效率、高精度和自动化的效能,工件定位夹紧的夹具应

18

适应数控机床的要求。装夹方案选择的关键在于夹具的选用,数控车削加工用夹具应具有较高的定位精度和刚性,结构简单、通用性强,一次装夹加工多个表面,便于在机床上安装夹具及迅速装卸工件、自动化等特性。

数控车床类夹具主要分成两大类,即用圆周定位夹具的夹具——适用于盘类零件和短轴类零件加工的夹具；两顶尖定心定位安装工件的夹具——适用于尺寸较大或加工工序较多的轴类零件。图5-8所示为车床用三爪卡盘。除此之外还有四爪卡盘、软爪、液压动力卡盘、可调卡爪式卡盘及轴类零件中心孔定心装置（顶尖、数控自定心中心架、复合卡盘）等。

（a） （b） 图5-8 三爪自定心卡盘 （a） 正爪； （b）反爪

2．常用的数控铣床、加工中心夹具及选择

由于数控铣床、加工中心的加工方式有许多相近之处，工件装夹原理是一致的，装夹方法基本相同，它们一般都是以平面工作台为安装基础来定位夹具或工件，并通过夹具最终定位夹紧工件,使工件在整个加工过程中始终与工作台保持正确的相对位置。 根据数控铣床、加工中心的特点和加工需要,目前常用的夹具类型有通用夹具、可调夹具、组合夹具、成组夹具和专用夹具。一般的选择顺序是单件生产中尽量选用机床用平口虎钳、压板螺钉等通用夹具,批量生产时优先考虑组合夹具,其次考虑可调夹具,最后考虑选用成组夹具和专用夹具。选择时,要综合考虑各种因素,选择经济、合理的夹具形式。 这里用图示形式介绍几种通用的数控铣床和加工中心用夹具。

图5-9 机床用平口虎钳

19

图5-11 加工盖板类零件常用的平台夹具

图5-12 加工箱体类零件常用的平台夹具

20