加工直角弯管的数控车床夹具体的设计方
法
作者：宋敏
来源：《科技创新与生产力》2015年第10期
宋敏
（国营七八五厂工模具加工中心，山西太原030024）
摘要：介绍了数控车床CAK3665加工薄壁零件的数车用夹具体的设计方法，利用夹具装夹
法安装黄铜工件，使用三次定位夹紧工件分别加工出直角两端极薄壁的外圆和孔（圆管），且
两孔相通。得出了在生产产品的实际加工过程中，数控加工工艺六点定位原理的具体应用，实
质就是限制工件的自由度，使工件在夹具中占有某个确定的正确加工位置，加工出符合要求的
尺寸精度，生产出合格的产品。
关键词：定位面；六点定位原理；夹具装夹法
中图分类号：TG53文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.10.079
无论是普通车床还是数控车床加工的产品外形通常是圆柱形或者是有规则的外形，比
如：正方形，长方形或正六边形等，如果加工外形复杂的产品时就需要使用一些附件或者安装
在夹具上加工，直角弯管就是这种外形复杂的产品，这里设计了一套数车夹具使用夹具装夹法
来加工两个直角正方形轴（弯管）的外圆和孔[1]。
这种产品的材料是黄铜H62，比重8.89g/cm3，选择材料毛坯是圆棒料还是板料才能加
工到产品的外形尺寸时，笔者尽量选择最快捷的途径来加工产品，如果选择圆棒料毛坯，24
×24方形的外形就必须用铣削来实现，增加了工序，加工困难，延长了加工时间，不如用
板料加工，直接用板料的平面定位安装加工24×24方形的外形，定位简单，操作方便，
节省加工时间，笔者选择板料的厚度是28，因为黄铜价格昂贵，在选择毛坯尺寸时应尽量
节省材料，只要能加工出来，板材越薄越好，这样加工余量小，刀具磨损小，加工效率高。这
里选择的加工毛坯尺寸是：28×50×50。
1加工完成所需步骤
第一步：直角弯管最大外形尺寸是24mm×47mm×47mm，先铣削出它的最大外形，
即铣成正六面体，尺寸：24mm×47mm×47mm。尺寸公差尽量接近零线，工件外形尺寸一
致，便于定位安装。
第二步：直角弯管的两端外形是圆柱形，这种外形是难以加工出来的，两端外圆相交
处外形是正方形，用棒料加工起来显然很费劲，综合这2个方面原因，先把直角弯管的两端外
形部分铣成正方形，尺寸也是24mm×24mm，与相交部分正方形尺寸相同。
第四步：H62黄铜材料比重比钢还大，这种产品总体尺寸不大，体积不大，重量却不轻，
夹具体必须有一定的强度，整体装置必须有一定的刚度，被加工工件要随主轴旋转，夹具体设
计成圆盘形夹紧在三爪自定心卡盘上，工件随着夹具体旋转才能加工。
底盘设计的不能太小，定位块不好安装，为了使设计结构紧凑，便于加工，底盘又不
能设计的尺寸太小，过于笨重。
设计中遇到的问题及相应解决措施。
提出问题：工件如何固定在夹具上是关键解决的问题，工件就以直角相交部分的加工
端面的相对面为基准面，这一面靠在底盘上，其余至少得固定4个面才能确定工件在夹具体上
的具体位置。定位和加紧的位置最好是一致的，既定位又能夹紧工件，防止定位和夹紧不一致
造成的加工误差和工件变形，这样，其中3个面可以确定在直角相交处的正方形3个平面上，
因为工件加工部分悬出23mm长，因此加紧时应该牢固，保证加工安全。这样固定4个面，工
件旋转因惯性随时有甩出去的可能，加工不可靠，属于欠定位状态，那么，必须把工件的直角
另一端面作为定位基准面。固定了这5个面已经固定了工件的5个点，即五点定位，还是欠定
位状态，那么，最后一点定位在哪里呢？
分析问题：具体分析一下这个工件在夹具体上的定位情况。
夹具体底盘可以限制沿X，Y轴旋转，上、下定位块可以限制工件沿Y轴移动，而且不
能沿Z轴旋转，左、右定位块可以限制工件沿X轴移动，而且不能沿Z轴旋转，而且，这五点
定位就可以限制沿X，Y轴旋转，还有一个自由度，即沿Z轴移动没有被限制。在旋转中工件就
会沿导轨脱离夹具体，造成加工危险。
如何限制这个自由度是个难点，如果在靠在底盘的正方形直角弯管上压上定位块就可
以限制沿Z轴移动，但是工件体积不