應用機床夾具,有利於(yú)保證工件的加工精度、穩定產品質量;有利(lì)於提高勞動生產(chǎn)率和降低(dī)成本;有利於改善工人勞動條件,保證安(ān)全生產;有利於擴大機床工藝範圍,實現“一機多用”。
1.機床夾具的類型
夾具是一(yī)種裝夾工件的工藝裝(zhuāng)備,它廣泛地應用於機械製造過程的切削加(jiā)工、熱處理(lǐ)、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統稱為機床夾具。在現代生產中,機床夾具是一種不可缺(quē)少的工藝裝備,它直接影響著工(gōng)件加工的精度、勞動生(shēng)產率和產品的製造成本等。
機床夾具的種類繁多,可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用(yòng)的分類方法有以下幾種。
(1)按夾具的使用特點分類
根據夾具在不同(tóng)生產類型中的通用特性,機床(chuáng)夾具可分為通用(yòng)夾具、專用夾具(jù)、可調夾具、組合夾(jiá)具和拚裝夾具五大類。
①通用夾具已經(jīng)標準化的可加工一(yī)定範圍(wéi)內不同工件的夾具,稱為通用夾具,其(qí)結構、尺寸已規格化(huà),而且具有一定通用性,如三爪自定心卡盤、機床用(yòng)平口虎鉗、四爪單動卡盤、台虎鉗、萬能分度頭(tóu)、頂尖、中心架和磁(cí)力工作(zuò)台(tái)等(děng)。這類夾具(jù)適應(yīng)性強,可用於裝夾(jiá)一定形狀和尺寸範圍內(nèi)的各種工件。這些(xiē)夾具已作為機床附件由專門工廠(chǎng)製造供應,隻需選購即可。其缺點是夾具的(de)精(jīng)度不(bú)高,生產率也較低,且(qiě)較難裝夾形狀複雜的工件,故一般適用於單件小批量生產中。
②專(zhuān)用夾具專為某一工件的某道工序設(shè)計製造(zào)的(de)夾具,稱為專用夾具。在產品相對穩(wěn)定、批量(liàng)較大的生產中,采用各種專用夾具,可(kě)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。
專用夾(jiá)具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大(dà)批大量生產之外,中(zhōng)小批量生產中也需要采用一些(xiē)專(zhuān)用夾具,但在結構設計時要進行具體(tǐ)的(de)技術(shù)經濟分析。
③可調夾具某些(xiē)元件可調(diào)整或更換,以適應多種工件加工的夾具,稱為可調夾具。可調夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發展起(qǐ)來的(de)一類(lèi)新型夾具。對不同類(lèi)型(xíng)和尺寸的工件,隻需調整或更換原來夾(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調夾具和成組夾具(jù)兩種。前者的通用(yòng)範圍比通用夾具更大(dà);後者則是一種(zhǒng)專用(yòng)可調夾具,它按成組原理設計並能加工一族相(xiàng)似的(de)工件,故在(zài)多品種,中、小批(pī)量生產中使用(yòng)有較好的經濟效果。
④組(zǔ)合夾具采用標準的組合元件、部件,專為某一工(gōng)件的某道工序組裝的夾具,稱為組合夾具。組合(hé)夾具是一種模塊化的夾具。標準的(de)模塊元件具有較高精度(dù)和(hé)耐磨性(xìng),可(kě)組裝(zhuāng)成各種夾具。夾具用畢可拆卸,清洗後留待組裝新的夾具。由(yóu)於使用組合夾具可縮短生產準備周期,元件能重複多次(cì)使用,並具有減少(shǎo)專用夾(jiá)具數量等優點,因此組合夾具(jù)在單件,中、小批量多品種生產和數控加工中,是一種較經濟的夾具(jù)。
⑤拚裝夾具用專門的標準化、係列化的(de)拚(pīn)裝零部件拚裝而(ér)成的夾具,稱為拚(pīn)裝夾具。它具有組合夾具(jù)的優點,但比組合夾具精度(dù)高(gāo)、效能高、結構緊湊。它的基礎板(bǎn)和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類夾具更適合在數控機床上使用。
(2)按使用機床(chuáng)分類
夾具按使用機床不同,可分為車床(chuáng)夾具、銑床夾具、鑽(zuàn)床夾(jiá)具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數控(kòng)機床夾具(jù)、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其他機床夾具等。
(3)按夾緊的(de)動力源分類
夾具(jù)按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液(yè)增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。
2.數控加工(gōng)夾具的特點(diǎn)
作為機床夾具,首先要(yào)滿足機械加工(gōng)時對工件的裝夾(jiá)要求。同時,數控加工的夾具還有它(tā)本身的特點。這(zhè)些特(tè)點是:
(1)數控加工適用(yòng)於多品種、中小批量生(shēng)產,為能(néng)裝夾不同尺寸、不同形(xíng)狀的多(duō)品種工件,數控加工的夾具應具有柔(róu)性,經過(guò)適當調整即可夾持多種形狀和尺寸(cùn)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,可以由機床(chuáng)解決對刀問題。數(shù)控機床上由程序控(kòng)製的準確的定位精度,可實現(xiàn)夾具中的刀具導向功能。因此數控加工中(zhōng)的夾具一般不(bú)需要導向(xiàng)和對刀功能,隻要求具有定位和夾緊功能,就能滿足使用要(yào)求,這樣可簡化夾(jiá)具的結構。
(3)為適應數控加工的高效率,數控加工夾具應盡可能使用氣動(dòng)、液壓、電動等(děng)自動夾緊裝置快速夾(jiá)緊,以縮短輔助時間。
(4)夾具本身應有(yǒu)足夠的剛度,以適應大切(qiē)削(xuē)用量切削。數控加工具(jù)有工(gōng)序集中的(de)特點,在工件的一次裝夾中既要(yào)進(jìn)行切削(xuē)力很大的粗加工(gōng),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足大切削(xuē)力的要求。
(5)為適應數控多方麵加工,要避免夾具結構包括夾具上的組(zǔ)件(jiàn)對刀具運動軌跡的幹涉(shè),夾具結構不要妨礙(ài)刀具對(duì)工件各部位的多麵加工。
(6)夾具的(de)定位要可靠,定位元件應具有較高的定(dìng)位精度,定位部位應便於清屑,無切屑積留。如工件的定位麵偏小,可考慮增設工藝凸(tū)台或輔助基準(zhǔn)。
(7)對(duì)剛度小的工件,應(yīng)保證最小的夾緊變形,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。當粗加工和精加工(gōng)同在一個(gè)工序內完成時,如果上述措施不能把工件變形控製在加工精度要求的範圍內,應在精加工前使程序暫停,讓操作者在粗加工後精加工前變(biàn)換夾緊力(適當減(jiǎn)小),以減小夾緊變形(xíng)對加工精度的影響。