选择加工设备和工件装夹的步骤

相关知识

一、机床设备和工艺装备的选择注意事项

（1）机床设备和工艺装备的选择。

①所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应。

②精度等级应与本工序加工要求相适应。

③电动机功率应与本工序加工所需功率相适应。

④机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。

（2）工艺装备将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。

①在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备（包括夹具、刀具、量具和辅具）。

②在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。

（3）机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。

二、六点定位规则

图2-32　工件的六个自由度

六点定位

图2-33　工件的六点点位

（a）六面体类工件；（b）轴类工件

提示：

理论上的支撑点在实际夹具中都是具体的定位元件，但有时理论上的多个支撑点可能只是一个具体的定位元件，例如图2-33（a）中底面的3个支撑点可能只是一个平面支撑元件。

三、限制工件自由度与加工要求的关系

工件在夹具中的定位并非所有情况都必须完全定位，所需要限制的自由度取决于本工序的加工要求。对空间直角坐标系来说，工件在某个方面有加工要求，则在那个方面的自由度就应该加以限制。

图2-34　限制工件的5个自由度

图2-35　限制工件的4个自由度

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三爪卡盘

想一想：盘类零件的支撑点如何分布，可使用最少的支撑点限制该类工件的6个自由度？

四、正确处理欠定位和过定位

工件的4个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位，如上述车床加工轴的通孔案例，仅限制了4个自由度。

按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。欠定位不能保证工件在夹具中占据正确位置，无法保证工件所规定的加工要求，因此，在确定工件定位方案时，欠定位是绝对不允许的。

工件的同一自由度被两个或两个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。因为，过定位将会造成工件位置的不确定、工件安装干涉或工件在夹紧过程中出现变形，从而影响加工精度。

提示：

消除过定位及其干涉一般有两个途径：

□　一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；

□　二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。

五、机床夹具

机床夹具是机床上用于装夹工件（和引导刀具）的一种装置，作用是实现工件定位，使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。机床夹具常见分类见表2-18。

表2-18　机床夹具常见分类

1．机床夹具的组成

机床夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀、引导元件或装置、连接元件、夹具体和其他元件及装置等组成，如图2-36和图2-37所示。

图2-36　通用可调钻模

图2-37　壳体钻孔成组夹具

提示：

□　夹紧力可确保工件紧靠各支撑点（面），其大小应合适。过大的夹紧力会使夹具变形增大、安装误差变大，进而影响加工质量。

□　夹具结构应保证工件正确定位，且装夹方便，其相关知识请参考相关文献或教材。

2．外圆车削工件的装夹方法

外圆车削加工时，最常见的工件装夹方法见表2-19。

表2-19　最常见的车削装夹方法

（1）过定位与欠定位应如何处理？

（2）结合校内普通加工实训基地中的常用夹具，分析基地常用的夹具有哪些、夹具的作用是什么，研讨并分析三爪卡盘的工作原理。

（3）完成任务单2.1的相应任务。根据本步骤所学知识及减速器输出轴的技术要求及加工方法，选择加工设备及夹具，并确定装夹方式。