数控机床夹具设计时应注意哪些问题

设计原则：主要是六点定位，就是XYZ三个方向上的位置°控制，并且要阻止三个方向的旋转所以就是3+3=6的 6点控制。

二设计步骤：要先根据零件图纸找到加工的部位，找到加工尺寸的基准，根据基准选择定位面，从而根据六点定位原则固定零件。

对夹具的基本要求 实际上加工中心加工时一般不用很复杂的夹具，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以 了，其设计原理也与通用铣床夹具相同。结合加工中心加工的特点，这里只提出几点基本要 求：

第一，为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应保证在机床 上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。

第二，为保 持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞。因此，夹 紧机构元件与加工面应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，防止夹具与铣 床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。

第三，夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采 用在加工过程中更换夹紧点的设计。加工过程中更换加紧点会破坏夹具或工件的定位精度。

二、常用夹具种类

1、万能组合夹具 适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在加工中心上进行加工。

2、专业加工中心夹具 该工件夹具是为某一项或类似的几项工件特别设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时 非用不可时采用。

3、多工位夹具 可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一边加工一边装卸工件，能够缩短准备 时间，提高生产率，较适宜中批量生产。适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件，能减轻劳动强度和提高生 产率。但此类夹具结构复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。

4、真空夹具 适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有的加工中心自身带有通用真空平 台，在安装工件时，对形状规则的矩形毛坯可直接用特制的橡胶条嵌入夹具的密封槽内，再将 毛坯放上，开动真空泵，就可以将毛坯夹紧。对形状不规则的毛坯，用橡胶条不太适合，需在 其周围抹上腻子密封，这样做不但很麻烦，而且占机时间长，效率低。为了克服这个问题，可 以将其叠加在通用真空平台上使用。 除上述几种夹具外，加工中心中也经常采用虎钳、分度头和三爪卡盘等通用夹具。

三、加工中心夹具的选用原则 在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性等。选用时 可参照以下原则：第一，在生产量小或研制时，应广泛采用万能组合夹具，只有在组合夹具无 法解决工件装夹时才可放弃。第二，小批量或成批生产时可考虑采用专用夹具，但应尽量简 单。第三，在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。

一、工装夹具设计的基本原则

1、满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；

2、有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的加工过程；

3、满足装夹过程中简单与快速操作；

4、易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；

5、满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性；

6、尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；

7、尽可能选用标准件作为组成零件；

8、形成公司内部产品的系统化和标准化。

二、工装夹具设计的基本方法与步骤

（1）设计通知单，零件成品图，毛坯图和工艺路线等技术资料，了解各工序的加工技术要求，定位和夹紧方案，前工序的加工内容，毛坯情况，加工中所使用的机床、刀具、检验量具，加工余量和切削用量等；

（2）了解生产批量和对夹具的需用情况；

（3）了解所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等；

（4）夹具的标准料库存情况。

扩展资料

工装夹具设计的合理与否直接影响到工件的质量、生产效率和加工成本等。在实际生产中，工装夹具的设计主要依据加工工艺方案和操作人员的经验，应尽量减少装夹次数、降低换刀频率，一次装夹完成多道工序，节约辅助时间，提高生产效率。

数控铣削加工常用的夹具大致有以下几种：

万能组合夹具。适合小批量生产或研制时的中小、小型工件在数控铣床上进行铣削加工。

专用铣削夹具。这是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在年产量较大或研制时非要不可时采用。其结构固定，仅使用于一个具体零件的具体工序，这类夹具设计应力求简化，使制造时间尽量缩短。

多工位夹具。可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，已便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短辅助时间，提高生产率，较适合中批量生产。

气动或液压夹具。适合生产批量较大的场合，采用其它夹具又特别费工，费力的工件，能减轻工人劳动强度和提高生产率，但此类夹具结构较复杂，造价往往很高，而且制造周期较长。

通用铣削夹具。有通用可调夹具、虎钳、分度头和三爪卡盘等。

1)夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的正确位置。

2)夹紧力应保证工件在整个加工过程中不会产生位移和振动。

3)使工件不产生过大变形和表面损伤。

4)以较小的作用力获得需要的夹紧效果。

5)具有良好的使用性和结构工艺性。

浅谈数控机床的国产化 摘要：我国从1958年开始发展数控技术，到现在已经建立了一定的规模体系。到目前为止我国数控市场大多被国外数控系统占领，本文主要讨论的是国产低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床如何占领国内市场。 关键词：国产化数控机床；低价位、高速、重型数控机床；售后保障机制 我国自从1958年开始研究数控技术以来，到现在已经建立了以中、低档数控机床为主的产业体系。数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产业化和市场占有率上。到目前为止，我国数控市场大多被国外数控系统占领，例如日本FANUC系统、德国的SIEMENS系统等一些国外知名品牌在我国占有很大的市场，而国产系统由于各种原因受到冷落。 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固将直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，必须在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，才能最终打赢国产数控机床市场翻身仗。下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题做一简单讨论。 一、大力发展低价位数控机床 低价位数控机床，就是功能满足用户小批量，多品种生产要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜，中、小型企业都能接受的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一，也是国内众多用户渴求的产品，比较适合中国国情，其市场前景相当广阔。然而，如果采用国外数控系统(包括伺服元件)按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平。因此，采用本文提出的新型集成化国产数据系统来发展高性能的低价位数控机床，将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此构成的国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内，三坐标数控铣床可控制在l5万元左右，加工中心可控制在2O万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力。 二、加速开发高速数控机床 高速、高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速、高效数控机床的技术途径可有以下几条： ①通过提高切削速度和进给速度的方法，来满足成倍提高生产效率，有效提高零件的表面加工质量和加工精度的加工效果，并且此方法还能解决常规加工难以解决的某些特殊材料(如铝钛合金、模具钢、淬硬钢)和特殊形状零件(如复杂薄壁零件)的高效加工问题。 ②通过工艺复合的方法来减少工件的安装次数， 这样能有效地缩短搬运和装夹时间。例如，将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心，可实现一次装卡完成零件的大部分(或全部)加工任务。 ③采用高速、高精度圆周铣的方法，能够完成以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新的加工方法，这种方法能够大幅度减少换刀次数，提高加工效率。 ④为数控机床开发智能寻位加工功能，消除对精密夹具和人工找正的依赖，有效缩短单件小批量加工的准备时间。 在我国现实条件下，如果沿用传统思路是难以实现上述途径的，因此必须立足国情、结合实际、勇于创新、大胆探索新的道路。考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案，一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中摩擦阻力较大，使运动部件难以获得高的进给速度；另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大，使之难以获得高的加速度。此外，传统机床结构是一种串联开链结构，组成环节多、结构复杂，并且由于存在悬臂部分，部件和环节间存在联接间隙，所以不容易获得高的总体刚度，因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此，开发国产高速高效数控机床时，可采用工件固定，以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动，将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高，如果在传动与控制上处理得当，还可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量，而且具有机械结构简单，零部件通用化、标准化程度高，制造成本低，易于经济化批量生产等显著优点。因此，沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。 三、突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床(特别是多坐标重型数控机床)是国民经济和国防生产中的重大关键设备，属于战略物资，真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的。因此，在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产、学、研相结合的优势，各部门通力合作、共同努力，争取在短时期取得突破性进展。 四、建立起有力的售后保障机制 数控系统和数控机床做为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的，以前国产数控产品丧失信誉的原因，除可靠性问题外，另一大问题应是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫天天不应，叫地地不灵，即便是厂家答应了，维修人员也不能及时到位，而且维修人员的技术水平也是参差不齐的，在这个讲究效率的时代，这样的售后服务是行不通的，长此下去谁还敢买我们的产品呢。因此，对用户的技术支持和服务应当成为我们重要的日常工作，使我们在市场上向纵深挺进的同时，有一个强大后方做保障。因此，为了取得数控产品市场竞争的全面胜利，必须建立一个以技术支持和服务为核心的强大的售后服务基础。

夹具的选择、工件装夹方法的确定：

1、夹具的选择

数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：

1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。

2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。

3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。

4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。

2、夹具的类型

数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。

数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。

3、零件的安装

数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：

1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。

2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。