工装夹具

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●机械加工时为什么要进行零件夹紧  
        工件在加工前需要定位和夹紧。这是两项十分重要的工作。夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件的定位。

●什么是装夹与工位，设计原则及举例  
　　工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再夹紧的过程称为装夹。工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容称为安装。在一道工序中可以有一个或多个安装。工件加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹就多一次装夹误差，而且增加了辅助时间。因此生产中常用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处于不同的位置加工。为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位置，称为工位。

●夹紧机构应满足的基本要求
        夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件的定位。因此正确设计的夹紧机构应满足下列基本要求：
1 ．夹紧应不破坏工件的正确定位；  
　　2 ．夹紧装置应有足够的刚性；  
3 ．夹紧时不应破坏工件表面，不应使工件产生超过允许范围的变形；
4 ．能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果；　
5 ．工艺性好，在保证生产率的前提下结构应简单，便于制造、维修和操作。手动夹紧机构应具有自锁性能。

●装夹定位的基础知识汇总
1.定位基准的分类——粗基准和精基准  
　　定位基准有粗基准和精基准之分。
　　在加工起始工序中。只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位基准，则该表面称为粗基准。
　　利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。
2.    使用夹具时造成工件加工误差的因素包括如下四个方面：
　　（ 1 ）与工件在夹具上定位有关的误差，称为定位误差Δ D ；  
　　（ 2 ）与夹具在机床上安装有关的误差，称为安装误差Δ A ；  
　　（ 3 ）与刀具同夹具定位元件有关的误差，称为调整误差Δ T ；  
　　（ 4 ）与加工过程有关的误差，称为过程误差Δ G 。其中包括机床和刀具误差、变形误差和测量误差等。  
　　为了保证工件的加工要求，上述误差合成后不应超出工件的加工公差δ K ，即  
　　Δ D + Δ A + Δ T + Δ G ≤δ K  
3.      辅助基准及其应用  
　　 工件定位时，为了保证加工表面的位置精度，大多优先选择设计基准或装配基准作为主要定位基准，这些基准一般为零件上的主要表面。但有些零件在加工中，为装夹方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准。如毛坯上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔。这些表面不是零件上的工作表面，只是为满足工艺需要而在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准。  
　　此外某些零件上的次要表面（非配合表面），因工艺上宜作定位基准而提高其加工精度和表面质量以便定位时使用。这种表面也称为辅助基准。例如，丝杠的外圆表面，从螺纹副的传动来看，它是非配合的次要表面，但在丝杠螺纹的加工中，外圆表面往往作为定位基准，它的圆度和圆柱度直接影响到螺纹的加工精度，所以要提高外圆的加工精度，并降低其表面粗糙度值。  
  4.      什么是定位副  
          定位基面与定位元件的工作表面合称为定位副。
5.      定位元件的基本要求  
      (1) ．足够的精度  
　　由于工件的定位是通过定位副的接触（或配合）实现的。定位元件工作表面的精度直接影响工件的定位精度，因此定位元件工作表面应有足够的精度，以保证加工精度要求。  
　　(2) ．足够的强度和刚度
　　定位元件不仅限制工件的自由度，还有支承工件、承受夹紧力和切削力的作用。因此还应有足够的强度和刚度，以免使用中变形和损坏。  
　　(3) ．有较高的耐磨性
　　工件的装卸会磨损定位元件工件表面，导致定位元件工件表面精度下降，引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定位元件。为延长定位元件更换周期，提高夹具使用寿命，定位元件工作表面应有较高的耐磨性。  
　　(4). 良好的工艺性
　　定位元件的结构应力求简单、合理、便于加工、装配和更换。  
  6.      什么是欠定位  
    如工件在某工序加工时，根据零件加工要求应限制的自由度而未被限制的定位方法称为欠定位。欠定位在零件加工中是不允许出现的。
  7.        机床夹具的分类  
        根据通用程度的不同，机床夹具可分为：  
　　（1 ）通用夹具 这类夹具具有很大的通用性。现已标准化，在一定范围内无需调整或稍加调整就可用于装夹不同的工件。如车床上的三爪自定心卡盘、四爪单调卡盘、铣床上的平口钳、分度头、回转盘等。这类夹具通常作为机床附件由专业厂生产。其使用特点是操作费时、生产率低，主要用于单件小批生产。  
　　（2 ）专用夹具 这类夹具是针对某一工件的某一固定工序而专门设计的。因为不需要考虑通用性，可以设计得结构紧凑，操作方便、迅速，它比通用夹具的生产率高。这类夹具在产品变更后就无法利用，因此适用于大批量生产。  
　　（3 ）成组可调夹具 在多品种小批量生产中，由于通用夹具生产率低，产品质量也不高，而采用专用夹具又不经济。这时可采用成组加工方法，即将零件按形状，尺寸和工艺特征等进行分组，为每一组设计一套可调整的“专用夹具”，使用时只需稍加调整或更换部分元件，即可加工同一组内的各个零件。  
　　（4 ）组合夹具 组合夹具是一种由预先制造好的通用标准部件经组装而成的夹具。当产品变更时，夹具可拆卸、清洗，并在短时间内重新组装成另一种形式的夹具。因此组合夹具既适合于单件小批生产，又可适合于中批生产。  
　　机床夹具也可按适用的机床分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、齿轮加工机床夹具等。  
　　若按所使用的动力源，机床夹具又可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具，磁力夹具、真空夹具等。  
  8.      工件定位的方法及应用范围  
          工件定位的方法有三种：  
　　（一）直接找正法定位
　　直接找正法定位是利用百分表、划针或目测等方法在机床上直接找正工件加工面的设计基准使其获得正确位置的定位方法。
　　这种方法的定位精度和找正的快慢取决于找正工人的水平，一般来说，此法比较费时，多用于单件小批生产或要求位置精度特别高的工件。 　　
　　（二）划线找正法定位
　　 划线找正法定位是在机床上使用划针按毛坯或半成品上待加工处预先划出的线段找正工件，使其获得正确的位置的定位方法。
　　 此法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工。  
　　（三）使用夹具定位
　　夹具定位即是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。此法定位迅速、可靠，定位精度较高，广泛用于成批生产和大量生产中。
  9.    什么是调整法
                  调整法是一种加工前按规定的尺寸调整好刀具与工件相对位置及进给行程，从而保证在加工时自动获得所需距离尺寸精度的加工方法。这种加工方法在加工时不再试切。生产率高，其加工精度决定于机床、夹具的精度和调整误差，用于大批量生产。
  10.  工件定位的概念是什么  
　　机床、夹具、刀具和工件组成了一个工艺系统。工件加工面的相互位置精度是由工艺系统间的正确位置关系来保证的。因此加工前，应首先确定工件在工艺系统中的正确位置，即是工件的定位。  
　　而工件是由许多点、线、面组成的一个复杂的空间几何体。当考虑工件在工艺系统中占据一正确位置时，是否将工件上的所有点、线、面都列入考虑范围内呢？显然是不必要的。在实际加工中，进行工件定位时，只要考虑作为设计基准的点、线、面是否在工艺系统中占有正确的位置。所以工件定位的本质，是使加工面的设计基准在工艺系统中占据一个正确位置。  
　　工件定位时，由于工艺系统在静态下的误差，会使工件加工面的设计基准在工艺系统中的位置发生变化，影响工件加工面与其设计基准的相互位置精度，但只要这个变动值在允许的误差范围以内，即可认定工件在工艺系统中已占据了一个正确的位置，即工件已正确的定位。

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