應用機(jī)床夾具,有利於保證工件的加工精度、穩定產品(pǐn)質量;有利於提(tí)高勞動生產率和降低成本;有利於改善工人勞動條件,保證(zhèng)安全生產;有利於擴大機床(chuáng)工藝範圍,實現“一機多用”。
1.機床夾具的類型
夾具是一種裝(zhuāng)夾工件的工藝裝備,它廣泛地應用於機械(xiè)製造過程的(de)切削加工、熱處(chù)理、裝配、焊接和檢(jiǎn)測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統稱為機床夾具。在現代生產(chǎn)中,機床夾具是一(yī)種不可缺少的工藝裝備,它直接影響(xiǎng)著工件加工的精度、勞動(dòng)生產率和產品的製造成本等。
機床夾具(jù)的種類繁多,可以從不同的角(jiǎo)度對機床夾具進(jìn)行(háng)分類。常用的分(fèn)類方法有以下幾(jǐ)種。
(1)按夾具的使用特點分類
根據夾具在不同生產類型中的通(tōng)用特性,機床夾具(jù)可(kě)分為通用夾具、專(zhuān)用夾具(jù)、可調夾(jiá)具(jù)、組合夾具和(hé)拚裝夾具五大類。
①通用(yòng)夾具已經標準化的可加工一定範圍(wéi)內不同工件的夾具,稱為通用夾具,其結構、尺寸(cùn)已規(guī)格化,而(ér)且具有一定通用(yòng)性,如三爪自定心(xīn)卡盤、機床用平口(kǒu)虎鉗、四爪單動卡盤、台虎鉗(qián)、萬能分(fèn)度頭(tóu)、頂尖、中心架和磁力工作(zuò)台等。這類(lèi)夾(jiá)具適應(yīng)性(xìng)強,可用於(yú)裝夾一定形(xíng)狀和尺寸範圍(wéi)內(nèi)的各種工件。這些夾具已作(zuò)為機床(chuáng)附件由專門工廠製造供應,隻需選購即可。其缺點是夾具的(de)精(jīng)度不(bú)高(gāo),生產率也較低,且較難裝夾形狀複雜的工件,故一般適用於(yú)單件小(xiǎo)批(pī)量生產中。
②專用夾具專(zhuān)為某一工(gōng)件(jiàn)的某道工(gōng)序設計製造的夾具,稱為專用夾具。在產品相對穩定、批(pī)量較大的(de)生產(chǎn)中(zhōng),采用各種專用夾具,可獲得較高的生產率和加工精度。專用夾具的設計周期較長、投資較大。
專(zhuān)用夾具一般在批量生產中使用(yòng)。除大批大量生(shēng)產之(zhī)外,中小批量生產中也需要采用一些專用夾具,但在結構設(shè)計(jì)時要進行(háng)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(de)夾具,稱(chēng)為可調夾具。可調夾(jiá)具是針對通用夾具和專用(yòng)夾具的(de)缺陷而發展(zhǎn)起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件,隻需調整或更換原(yuán)來夾具上的(de)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調夾具和(hé)成組夾具兩種(zhǒng)。前者的通用範圍比通用夾具更大;後者則(zé)是一種專用(yòng)可(kě)調夾具,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(jiào)好的經濟效果。
④組合夾具采用標準的組合元件、部件,專為某一工件的某道工(gōng)序組裝的夾具,稱為組合夾具。組合夾具是(shì)一種模塊化的夾具。標準的模塊元件具有較高精度和耐磨性,可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸,清洗後留待(dài)組裝新的夾具。由於使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準備周期,元件能重複多次使(shǐ)用,並具有減少專用夾具數量等(děng)優點,因此組合(hé)夾具在單件,中、小批量多品種(zhǒng)生產和數控加(jiā)工中,是一種較經濟的夾具。
⑤拚裝夾具(jù)用(yòng)專門的標準化、係列化的拚裝零部件拚裝而(ér)成(chéng)的夾具,稱為拚裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點,但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構緊(jǐn)湊。它的基礎板和夾緊部件中常帶(dài)有小型液壓缸。此類夾(jiá)具更適合在數控機床上使用。
(2)按使用機床分類
夾具按使(shǐ)用機床不同,可分為車床夾具、銑床夾具、鑽床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數控機床夾具、自動(dòng)機床夾具、自動線隨行夾具以及其他機床夾具等。
(3)按夾緊的動力源分類
夾具按夾緊的動力源可(kě)分(fèn)為手(shǒu)動夾具、氣(qì)動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真(zhēn)空夾具等。
2.數控加工夾具的特點
作為機床夾具,首先要滿足機械加工時對工件的(de)裝夾要求。同(tóng)時,數控(kòng)加(jiā)工(gōng)的(de)夾具還有它(tā)本身(shēn)的特點。這些特點是:
(1)數控加工適用於多品種、中(zhōng)小(xiǎo)批量生產,為能裝(zhuāng)夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件,數控加工的夾具應具有柔性,經過(guò)適當調整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。
(2)傳統的專(zhuān)用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四(sì)種功能,而數控機床上一般(bān)都配備(bèi)有接觸試測(cè)頭(tóu)、刀具預(yù)調儀及對刀(dāo)部件等設備,可以(yǐ)由機床解決對刀問題。數控機(jī)床上由程序控製(zhì)的準確的定位精度,可(kě)實現夾具中的刀具導向功能。因此數控加(jiā)工中的夾具一(yī)般不需要導向和對刀功能,隻要求具有定(dìng)位和夾緊(jǐn)功能,就能滿足使用要(yào)求,這樣可簡化夾具的結(jié)構。
(3)為適應數(shù)控加工的高效率,數控加工夾具應盡可(kě)能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊(jǐn)裝置快速夾緊,以(yǐ)縮短輔助(zhù)時間。
(4)夾(jiá)具本身應有足夠的剛度,以(yǐ)適應大切削用量切削。數控加工具有工序集中(zhōng)的特點,在工件的一次裝夾中既要進行切削力(lì)很大的粗加工,又要進行達到工件最終精度要求的精加工,因此夾具的剛度和夾緊力都要滿(mǎn)足大切削力的要求。
(5)為適應數控多(duō)方麵加工,要避免夾具結構包括夾具(jù)上的組件對刀具運動軌跡的幹涉,夾具結構不要妨礙刀(dāo)具對工件各部位的(de)多麵加工。
(6)夾具的定位要可(kě)靠,定(dìng)位元件應具(jù)有較高的定位精度,定位部位應便於清屑,無(wú)切屑積留。如工件的定位(wèi)麵偏小,可考慮增(zēng)設工藝凸台或輔(fǔ)助基準。
(7)對(duì)剛度小(xiǎo)的工件,應保證最(zuì)小的夾緊變(biàn)形,如使夾緊點靠(kào)近支承點,避免把夾緊力作用在(zài)工件的中(zhōng)空區域等。當粗加工和精加工同在一個工序內完(wán)成(chéng)時,如果上述(shù)措施(shī)不能把工件變形控製在加工精度要求的範圍內,應在精加工前使(shǐ)程(chéng)序暫停,讓(ràng)操作(zuò)者在(zài)粗加工後精加工前變換夾緊力(適當減小),以減小夾緊變形對加工精度的影響。