應用機床夾具,有利於保證工件的加工精度、穩(wěn)定產品質量;有利於提高勞動生產率(lǜ)和降低成本;有利於改善工人(rén)勞動條件,保證安全生產;有利於(yú)擴大機床工藝範圍,實現“一機多(duō)用”。
1.機床(chuáng)夾(jiá)具的類型
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣泛地應用於機械製造過程的切削加(jiā)工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝(yì)過程中。
在金屬切削機床(chuáng)上使用的夾具統稱為機床夾具。在現代生產中,機床(chuáng)夾具是一種不可缺少的工藝裝備(bèi),它直接影響著工(gōng)件(jiàn)加工(gōng)的精度、勞動生(shēng)產率和產(chǎn)品(pǐn)的製造成本(běn)等。
機床夾具的種類繁多,可以從不同(tóng)的角(jiǎo)度(dù)對機床夾具進行分類。常用的分類方(fāng)法有以下幾種。
(1)按夾具的使用特點分類
根據夾具在不同生產類(lèi)型中的通用特性,機床夾具可分為(wéi)通用夾具、專用夾具(jù)、可調夾具、組合夾具和拚裝夾(jiá)具五大類。
①通用夾具已(yǐ)經標準化的可加工一定範圍內不(bú)同工件的夾具,稱為通用夾具,其結構、尺寸已規格化,而且具有一定通用性,如三爪自定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、四爪單動卡盤、台虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中(zhōng)心架和磁(cí)力工作台等。這(zhè)類(lèi)夾具適應性(xìng)強,可用於裝夾一定形狀和尺寸(cùn)範圍內的各種工件。這些夾具已作為機床附件由專門工廠製造(zào)供(gòng)應,隻需選購即可。其缺點是(shì)夾具的精度不高,生產率也較低,且較難裝夾形(xíng)狀複雜的工件,故一般適(shì)用於單件小批(pī)量生產中。
②專用(yòng)夾具專為某(mǒu)一工件的某(mǒu)道工序設計製造的夾具,稱為專用夾具。在產品相對穩定、批量較大的生產中,采用各(gè)種專用夾具,可獲得較(jiào)高的生產率和加工精(jīng)度。專用夾具的設計周(zhōu)期較長、投資較大。
專用夾具一般(bān)在批量生產中使用。除大批大(dà)量生產之外,中小批量(liàng)生產中也(yě)需要采用(yòng)一些專用夾具,但在結構設計時(shí)要進行具體的技術經濟分析。
③可調夾具某些元件可調整或更換,以適應多種工件加工的夾具,稱為可調夾具。可調夾具是針對通(tōng)用夾具和專用夾具的缺陷而發展起來的一類新型夾具。對不同(tóng)類型和尺寸的工件,隻需調整或(huò)更換原來夾(jiá)具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可(kě)調夾具和(hé)成組(zǔ)夾(jiá)具兩(liǎng)種。前者的通用範圍比(bǐ)通用夾具更大;後者則是一種專用可調(diào)夾具,它按成(chéng)組原理設計並能加工一族相似的工件,故在多品種,中、小批量生產中使用有較好的經濟效果(guǒ)。
④組(zǔ)合夾具采用標準的組合元件、部件,專(zhuān)為某一工件的某道(dào)工序組裝的夾具,稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標準的模塊元件具有較高精度和(hé)耐磨性,可組裝成各種(zhǒng)夾具。夾具(jù)用畢可拆(chāi)卸,清(qīng)洗後留待組裝新(xīn)的夾具。由於使用組合夾具可縮短生產準備周期,元件能重複多次使用,並具有減(jiǎn)少專用夾具(jù)數量等(děng)優點,因此組合夾具在(zài)單件,中、小(xiǎo)批量多品種生產和數控加工中,是一種較經濟的夾具。
⑤拚裝夾具用專門的標準化(huà)、係列化的拚裝零部件拚裝而成的夾具,稱為拚裝夾具(jù)。它具有組(zǔ)合夾具的優點,但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊。它的基礎板和夾緊部(bù)件中常帶(dài)有小型液壓缸。此類夾具(jù)更適合在數控(kòng)機(jī)床上使用。
(2)按使用機(jī)床分類
夾具按使用(yòng)機(jī)床不同,可分為車床夾具、銑床夾具、鑽床夾具、鏜床(chuáng)夾具、齒輪機床夾具、數控機(jī)床(chuáng)夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其他機床夾具等(děng)。
(3)按夾緊的動力源(yuán)分類(lèi)
夾具按夾緊(jǐn)的動力源可分(fèn)為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁(cí)夾(jiá)具以及真空(kōng)夾具等。
2.數控加工夾具的特點
作為機床夾具,首(shǒu)先要滿足機械(xiè)加工時對工(gōng)件的裝夾要求。同時,數控加工(gōng)的夾具還有它本身的(de)特點。這些特點是:
(1)數控(kòng)加工適用(yòng)於多品種(zhǒng)、中小(xiǎo)批量生產,為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種(zhǒng)工件,數控加工的夾具應具有柔性,經(jīng)過適當調整即可夾(jiá)持多種形狀和尺(chǐ)寸的工件。
(2)傳統的專用夾具具有定位、夾緊、導向和對刀四種功能,而數控機床(chuáng)上一般都配備有接觸試測頭、刀具預調儀及對刀部件等設備,可以(yǐ)由機床解決對刀問題。數控機床上(shàng)由程序控製的準確的定位精度,可實現夾具中的刀具導向功能。因此數控加工中的(de)夾具一般不需要(yào)導向和對刀功能,隻要求具有定位和夾(jiá)緊功能,就能滿足使用要求,這樣可簡化夾具的結構。
(3)為適應數控加工的高效率,數控加工夾具(jù)應盡可(kě)能使用氣(qì)動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速(sù)夾緊(jǐn),以縮短輔助時間。
(4)夾具本身應有足夠的(de)剛度(dù),以適應大切削用量切削。數控加工具有工序集中的特點,在工件的一次裝夾中既要進行切削力很大的粗加工,又要進行達到工(gōng)件(jiàn)最終精度要求的精加(jiā)工,因此夾(jiá)具的剛(gāng)度和(hé)夾緊力都要滿足(zú)大切削力的要求。
(5)為適應數控多(duō)方麵(miàn)加工,要避免夾具結構包括夾具上的組件對刀具運動軌跡的幹涉,夾具結構不要妨礙刀具對工件各部位的(de)多麵(miàn)加(jiā)工。
(6)夾具的定位要(yào)可靠,定位元件應具有較高的定位精度,定位部(bù)位應(yīng)便於清屑,無切屑積留。如工件的(de)定位麵偏小,可考慮增設工藝凸台或輔助基(jī)準。
(7)對剛度小的工件,應保證最小(xiǎo)的夾緊變(biàn)形,如使夾緊點靠近支承點,避免把夾緊力作用在工件的中空區域等。當粗加工和精(jīng)加(jiā)工同在一個工序內完成時,如果上述措施不(bú)能把工件變形控(kòng)製在加工精度要求的範圍內,應在精加工前使程(chéng)序暫停,讓操作者在粗加工後精加工前變換夾緊力(適當減(jiǎn)小),以減小(xiǎo)夾緊變形(xíng)對(duì)加工精度的影響(xiǎng)。