数控铣床及加工中心工艺知识（三）

　　如果工件上没有能作为定位基面用的恰当的表面，这时就有必要在工件上专门加工出定位基面，这种基面称为辅助基面。辅助基面在零件工作中无作用，加工中心它仅是为加工的需要而设置的。 精基准的选择原则如下。

　　a．基准重合原则。尽可能选用设计基准作为定位基准。特别是精加工，机床为了保证精度，更应该注意这个原则。这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差。

　　b．基准统一原则。应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证表面间的位置精度。例如，车床主轴加工采用中心孔作为统一基准加工各外圆表面，不但能在一次装夹中加工大多数表面，而且保证了各外圆表面的同轴度要求以及端面与轴心线的垂直度要求。

　　c．互为基准、反复加工原则。比如，车床主轴支承轴颈与主轴锥孑L的同轴度要求很高。人们常常采用互为基准、反复加工的方法来达到零件图的要求。

　　d．自为基准原则。有些精加工工序要求加工余量小而均匀，为保证加工质量和提高生产率，往往就以被加工面本身作为精基面。例如，车床床身导轨面的磨削等。 选择粗基面时，重点考虑如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。 粗基准的选择原则如下。

　　a．如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，加工中心就机床应该选择该表面作为粗基面。当工件上有多个重要加工面都要保证余量均匀时，则应选余量最小的面为粗基面。　

　　b．如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基面，如果工件上有好几个不加工表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基面，以求壁厚均匀、外形对称等。

　　c．应该选择毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面作为粗基面，使加工后各加工表面对不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合图样要求。 铸件上不应选择浇冒口的表面、分模面、有飞刺或夹砂的表面作粗基面。在锻件上不应选择有飞边的表面作粗基面。

　　d．粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。总之，定位基准的选择原则是从生产实践中总结出来的，加工中心在保证加工精度的前提下，应使定位简单准确、夹紧可靠、加工方便、夹具结构简单。 ③定位方式的确定。工件的定位基准有各种形式，如平面、外圆柱面、圆孑L、机床圆锥面、型面等。对于这些基准表面可以用各种不同的方法实现定位。

　　a．工件以平面为定位基准。常用支承钉或支承板作定位元件来实现定位。工件以未经机械加工的平面定位，一般常采用三点定位方式。工件以已经机械加工的平面为定位基准平面时因其加工后误差较小，可以直接放在平面上定位。工件以平面定位时用的定位元件通常称为支承件。常用的有固定支承钉和支承板。此外还有支承高度可变化的可调支承、适应工件基本位置变化的自位支承。

　　b．工件以外圆柱面定位。工件在圆柱孔中定位时，加工中心定位件通常作成定位衬套形式，镶在夹具体上，有时也可在夹具体上直接作出定位孔。定位时把工件的定位基准面放人定位孔中即可实现定位。用V形块定位。V形块是由两个互成。角的平面组成的定位元件，用V形块定位装卸工件方便，并且在垂直于对称面的方向上机床误差等于o，因此适用于加工对称性要求较高的工件。 巳工件以孔定位(是指工件的定位基准为内圆柱面的情况)，常用的定位方法有圆柱销定位或心轴定位，锥销定位及自动定心装置。 ④夹具的选择。数控铣床可以加工形状复杂的零件，但在数控铣床上的工件装夹方法与普通铣床的工件装夹方法一样，所使用的夹具往往并不复杂，加工中心只要求有简单的定位、机床夹紧机构就可以。但要将加工部位敞开，不能因装夹工件而影响进给和切削加工。

　　必须注意以下问题。

　　A．工件的被加工表面必须充分暴露在外，夹紧元件与被加工表面间的距离要保持一定的安全距离。各夹紧元件应尽可能低，以防铣夹头或主轴套筒与之在加工过程中相碰撞。

　　b．夹具安装应保证工件的方加工中心位与工件坐标系一致，并且还要能协调零件定位面与数控铣床之间保持一定的坐标联系。

　　c．夹具的刚性和稳定性要好，尽量不采用更换压板(夹紧点)的设计。若必须更换时，要保证不破坏工件的定位。

　　⑤夹具选用原则。

　　a．在生产类型为批量较小或单件试制时，若零件复杂，应采用组合夹具。它是由可重复使用的标准零件组成。若零件结构简单时，可采用通用夹具，如虎钳、压板等。

　　b．在生产类型为中批量或批量生产时，一般用专用夹具，其定位效率较高，且稳定可靠。

　　c．在生产批量较大时，可考虑采用多工位夹具、机动夹具，如液压、气压夹具。

　　(8)数控铣床加工中心零件的找正与装夹

　　①在加工中心上对工件进行加工，工件的装夹方法根据不同的工件和加工批量，一般采用如下几种。

　　a．用通用夹具装夹将夹具(如三爪自定心卡盘、精密平口虎钳)放置在机床工作台适当位置，利用夹具装夹工件，并通过找正工具确定其位置，可用来装夹一定形状和尺寸范围内的工件。

　　b．用压板螺栓装夹是以工件的有关表面作为找正依据，用百分表逐个地找正工件相对于机床和刀具的位置，然后把工件夹紧。利用靠棒确定工件在工作台中的位置，加工中心将机器坐标值置于G54坐标系(或其他坐标系)中，以确定工件坐标零点，这种装夹方法适合尺寸较大或形状比较复杂的工件。

　　c．用专用夹具装夹是靠夹具来保证工件相对于刀具及机床所需的位置，并使其夹紧。工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的，不再需要找正便可将工件夹紧。夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就有了正确位置。这种装夹方法在成批生产中广泛运用。

　　②找正器种类与使用。

　　a．找正器种类。加工中心的工作是由程序中给出的数字控制指令进行的，因此在加工前必须首先确定工件或夹具在机床工作台的位置，即确定工作坐标系。用来确定工作坐标系的工具称为找正器。

　　目前加工中心所使用找正器种类很多，从其功用上可划分为以下几类。

　　测量类：主要包括百分表、千分表、杠杆表。主要用于确定工具及夹具定位基准面的方位。

　　目测类：主要包括电子感应器、偏心轴、验棒等。加工中心主要用于确定工件和夹具在机床工作台的坐标位置。

　　自动测量类：主要包括机床的自动测量系统。

　　b．找正器的使用。

　　电子感应器：电子感应器的结构。使用时将其夹持在主轴上，其轴线与主轴轴线重合，采用手动进给缓慢地将标准钢球与工件靠近。在钢球与工件定位基准面接触的瞬间，由机床、工件、电子感应器组成的电路接通，指示灯亮，从而确定其基准的位置。使用电子感应器时是人为目测定位，随机误差较大，沈阳机床须重复操作几次，以确定其正确位置，其重复定位精度在2p．m以内。

　　注意，电子感应器在使用时必须小心翼翼，让其钢球部位与工件接触，同时被加工工件必须是良导体，定位基准面有较好的表面粗糙度。

　　偏心轴：偏心轴是采用离心力的原理来确定工件位置的，主要用于确定工作坐标系及测

　　量工件长度、?孔径、槽宽等。使用过程如下。

　　将偏心轴夹持在机床主轴上，测定端处于下方。

　　将主轴转速设定在400～600r／min的范围内，加工中心测定端保持偏心距o．5mm左右。

　　将测定端与工件端面相接触且逐渐逼近工件端面，测定端由摆动逐步变为相对静止，此时采用微动进给，直到测定端重新产生偏心为止。重复操作几次，可使定位精度在3／1m以内，这时考虑测定端的直径就能确定工件的位置。在使用偏心轴时，主轴转速不宜过高，超过600r／min时，受自身结构影响误差较大。定位基准面应有较好的表面粗糙度和直线度，确保定位精度。

　　③装夹实例。加工中心常用的夹具有平口钳、分度头、三爪卡盘和平台夹具等。下面以在乎口钳上装夹工件为例说明工件的装夹步骤。

　　把平口钳安装在加工中心工作台面上，加工中心两固定钳口与X轴基本平行并张开到最大。

　　把装有杠杆百分表的磁性表座吸在主轴上。

　　使杠杆百分表的触头与固定钳口接触。

　　在X方向找正，直到使百分表的指针在一个格内晃动为止，最后拧紧平口钳固定螺母。

　　根据工件的高度情况，在平口钳钳口内放人形状合适和表面质量较好的垫铁后，再放人工件，一般是工件的基准面朝下，与垫铁表面靠紧，然后拧紧平口钳。在放人工件前，要对工件、钳口和垫铁的表面进行清理，以免影响加工质量。

　　在X、y两个方向找正，直到使百分表的指针在一个格内晃动为止。

　　取下磁性表座，夹紧工件，加工中心工件装夹完成

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