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加工中心夹具设计要点分析

来源: 发布时间:2015-3-7 14:03:24

  以柔性制造系统和加工中心为主要手段的机械制造企业,合理的配置定位夹具是保证加工中心良好运作的重要条件。我们在实践中对加工中心夹具的应用有如下体会提供给大家,以供参考。

 

  一、定位原理与误差分析 加工中心机床所用夹具原理多源于一面二销定位原理。由于加工中心采用工序集中加工方式,一次定位完成全部或大部分加工内容,且多数加工方式采用上机前为毛坯,出机时为成品的加工概念。因而,其定位方式一般为一面二孔或二孔以上多孔定位方式。

 

  定位特点:

 

  1、尽量采用零件图纸要求的加工面和加工孔 为工艺定位面和定位孔;

 

  2、如果零件图纸所要求的加工面没有适合作工艺定位的基准面和定位孔,则往往要在不影响零件使用功能的前提下,加工出定们位基准面和定位夹紧用工艺孔;

 

  3、传统的一面二销定位方式在此就不赘述了。实践中,我们多采用一面多孔的定位兼夹紧方式。定位元件(螺钉或双头螺柱)兼具定位和夹紧二种功能,定位孔兼具定位和压紧元件通过两种功能。

 

  当工件的两定位销孔与其它各加工面有精确的位置要求时,则必需采取传统的一面二销定位方式,其余情况下,是采用传统的一面二销定位,然后再用夹 紧元件夹紧工作,还是采用一面多孔定位兼夹紧的方式主要是视被加工件余量的多少而定,对于加工件是毛坯的情况以采用定位兼夹紧方式为宜。对于被加工件经过 粗加工而只需精加工的工件以采用传统的一面二销定位方式为宜。

 

  二、加工中心夹具设计要点

 

  加工中心夹具多沿用一面二销及其所派生的定位原理。因此:

 

  1、夹具在机床工作台放置的定位面与夹具安装工件的定位面之间的相互位置精度,首先要根据工件定位面与其它要加工部位之间相互位置精度来确定;

 

  2、加工中心的夹具,采用使工件底平面定位,这样定位夹具和 工件的敞开性最好,便于多面加工和实现工序的高度集中,从而确定各加工面的相互位置精度。所以加工中心夹具设计的基本要求就是:无论工件是箱体类,还是板 类,或是异形、复杂形面工件,夹具的设计也须考虑要尽可能满足多面集中加工的需要,这也是加工中心夹具有别于普通机床夹具的一个显著特征。

 

  用底面定位时,夹紧力自上而下,夹紧机构设计简单而紧凑。实际上,多数情况下,加工中心夹具的夹紧机构只是由内六角螺钉,双头螺柱和螺母及一些压板等最简单的夹紧元件所构成。

 

  3、二销或多销定位精度也要视工件定位孔与其它要加工部位之间相互位置精度来确定。多数情况下,由于工件主要部位的加工精度是靠加工中心一次定 位集中加工来保证,所选取的定位要素往往不是关键加工要素,或者仅仅是为确保一定的定位安装而人为加工出的定位用工艺面和工艺孔。因此,根据我们的体会, 数控加工中心的夹具制造精度一般并不高于传统的分散工序加工的普通机床夹具的精度要求。尤其是在卧式或五面加工中心完成的加工件,进行多面加工,往往可以 选择一个相对较粗的基准定位,通过加工中心的集中加工来确保各加工部位的准确精度;

 

  4、在加工中心中,由于是在预先规定的坐标系中实现工件与刀具的相对移动,工件在夹具中应完全定位,而夹具在机床上要有精确的定位。根据我们的 实践经验,在夹具定位底面中心镗出一精确的孔,使之通过一圆销与工作台上的中心圆孔定位同心,而工作台的中心圆孔也就是机床B轴的回转中心。如此,夹具中 心也就处于B轴的回转中心上。然后,找正夹具上的一个基准侧面,使之完全平行于X轴方向。这样,cnc定位夹具相对于机床就具备了十分精确可靠的合理位置,为实现工件的集中加工创造了十分有利的条件。

 

  需要注意的一点:用户在购买加工中心时,注意工作台上有否与B轴重合的定心孔,如果没有,购机时可向机床厂家提出此项要求,以方便今后的工艺设计。

 

  如上所述,工件与夹具的连结,夹具与机床的连结十分快捷、方便,有效地减少了加工辅助时间和准备时间。

 

  5、由于加工中心对工件的加工多是一次定位装夹,进行多面的粗、精集中工序和铣、镗、钻、攻丝等多工步的集中加工,工件和夹具的受力情况相当复杂,同时要保证加工出高精度的质量,cnc定位夹具具有良好的刚度是至关重要的;

 

  6、由于加工中心为集中加工连续切削的方式,所以夹具设计应充分考虑到夹具本身给排屑带来一定的方便,便于冷却液冲刷带走切屑及热量。同时,更换工件时便于清除切屑。 加工中心夹具的设计要点,在焊接结构夹具中有充分的体现。