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从工作台上卸除零件 图1 在底座夹具上安装一个工件的毛坯件，将 其从托盘表面上吊起，这样，在五轴内运动的 刀具可以达到零件的顶部和所有四个加工面 高效五轴加工用的工装夹具必须为刀具的运动留出足够的空间，但这并不是唯一需要考虑的问题。 近年来，具有五轴联动加工能力的立式加工中心开始普遍使用。这类机床的经济性越来越好，而且易于编程。最重要的是，它们非常适合于复杂几何形状的加工，在航空航天、医疗、油田和模具行业的生产中，常常会碰到这类特性化的工件。 对于这些应用领域，利用五轴联动加工的特点，可以使刀具从多方面接近工件。然而，主轴头及其向外伸出的刀具也许需要一些额外的“活动空间”，以执行复杂的五轴编程指令。工件夹紧装置和工作台台面可能会挡住刀具的行程路线和限制五轴的运动。在工件处于被动旋转和倾斜的五轴联动机床上，这个问题显得更为突出，然而在配有关节式加工头的机床上，由于刀具随着加工头倾斜或旋转，因此上述问题就不那么突出。 图2 Jergens公司的模块化系统包括从工作台上起 吊工件用的全部组件，以保证工件的固定夹紧， 保持加工台面上无任何障碍。底层的子基座底板 可使整个调试设置工作迅速地在机床上开始和结束 正如以上所说，五轴联动机床正在越来越普遍得到应用。为了响应这一潮流，一些供应商已经开发了专用工装夹具系统，以解决工件夹紧过程中可能出现的特殊困难。 专用五轴夹具系统的主要目的，是为了将工件从工作台上提升起来，然后为便于数控操作，使其在最佳的位置/方向上就位，并牢固地夹紧。其他出于竞争的考虑，也会影响到这些专用系统的设计，因此会与它们的风格和配置有所不同。用户必须仔细地评估各种选择是否能满足他们的需求。 需要考虑的设计特点包括其灵活性、模块化特性、刚性，夹紧系统的安全性，经济性、零件位置的重复精度以及与其他工装卡具的匹配性。另外值得考虑的是如何能够进行快速的调试或变换，如何能够使组件很容易地定制化生产，如何使组件能够适应在车削加工设备、卧式机床、磨床或坐标测量机上的可能使用。 图3 这种模块化组装件由一套Jergens公司250mm法兰提 升器、一个在其下面的130mm适配器和自定心台钳组成nextpage 通过对这些系统中其中一小部分系统的粗略观察，可以看到其中所提供的系统范围，以及对开发一种高效五轴工件夹紧战略应引起注意的一些关键概念。 安装于底座上的工件夹紧装置 几种五轴夹具系统所具有的显著特点是，拥有一个基本的底座式夹具，配有圆脚或方脚和坡形或锥形侧边，使其变成一个锥形轮廓的夹具。这个夹具的高度可以升降，使工件与工作台之间形成一个间隙，同时，该锥形夹具可增加被加工件表面以上的暴露部分。 在这些底座式夹具上发现的另一个显著特点是采用燕尾槽夹紧方式。夹紧表面的对立面上开有带角度的凹槽，与沿着工件下边多余材料上加工的匹配槽衔接。（以后，这一“燕尾槽衔接带”必须从工件上切除）。当夹具与工件底部的燕尾槽衔接带接合时，其产生的接合力和稳固性是极强的。这种燕尾槽接合力，只要求在工件上允许保留少量的加工余量。 图4 为满足燕尾槽夹紧系统的需要，适配器及其台钳采用一 燕尾式台钳取代，例如像这里图中所示的130mm版台钳。燕尾 槽夹紧系统可使工件与夹具之间产生一个强有力的刚性连接 一般来说，底座式夹具系统包括一套子基座底板、提升器和适配器，以满足模块化和灵活性需求。目前最广泛使用的系统之一是5轴快速更换卡具系统（5-Axis Quick Change Fixturing System），由Jergens公司提供。该公司还推出了该系统所提供的快速更换件和选配件。该公司声称，作为一个基础，带有各种形状和螺栓孔的子基座底板可以将该系统安装到任何机床上或旋转工作台。在子基座底板上还可配置该公司专有的球锁式安装系统（Ball Lock Mounting System）或QLS系统（Quick Locating System快速定位系统），以便它可以迅速地从机床上拆卸下来。 一套底座式提升器可安装到子基座底板上（也可选用快速紧固/快速释放螺栓）以适应工件的尺寸，使其在工作台台面上留出所需的高度。提升器的顶板既可以是适配转接板，也可以是该公司的落地式锁紧托盘交换装置（Drop & Lock Pallet Changer）。后者配有夹紧组件，附加适当的拉杆，在其落地就位后，用六角扳手拧紧两圈将其固定。该夹紧装置可以是燕尾式台钳或一套配有可移动夹爪的五轴、自定心台钳。其所提供的这两类台钳有不同的尺寸和不同的样式。该系统的所有组件全部用钢材制造。 该公司还强调了其快速更换夹具元件可重复定位的有关规定及该系统的重要性。它是采用交接元件之间的中心定位销或正时定位销来达到这一目标的。 图5 工件毛坯件底下的那条“燕尾衔接带”与夹具上的燕尾槽相 交接。Raptor