應用機(jī)床(chuáng)夾具,有利於保證工件的加工精度、穩定產品質量;有利於提高(gāo)勞動生產率和降低成本(běn);有利於改善工人(rén)勞動條件,保證安全生產;有利於擴大機床工藝(yì)範圍,實現(xiàn)“一機多用”。
1.機床夾具(jù)的類型
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣泛(fàn)地(dì)應用於機械製(zhì)造過(guò)程的(de)切削加工、熱處理、裝配、焊接和(hé)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。在現代生產中,機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備,它直接影響著工件加工的精度、勞動生產率(lǜ)和產品(pǐn)的製造成本(běn)等。
機床夾具的種(zhǒng)類(lèi)繁多,可以從不同的角度對機(jī)床夾具進行分類。常用的分類方法有以(yǐ)下幾種。
(1)按夾具的使用特點分類(lèi)
根據夾具在不同生產類型中的通用特性,機床夾具(jù)可分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和拚裝夾具五大類。
①通用夾(jiá)具已經標準化的可加(jiā)工一定範圍內不同工件的夾具,稱(chēng)為通用夾(jiá)具,其結構、尺寸已規格化,而且(qiě)具有一定通用性,如三爪自定心卡盤、機床用平口虎鉗、四爪單動卡盤、台虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心(xīn)架和磁力工作台等。這類(lèi)夾(jiá)具適應性(xìng)強,可用於裝夾一定形狀和尺寸(cùn)範(fàn)圍內的各種工件(jiàn)。這些夾(jiá)具已作為機床(chuáng)附(fù)件由專門工廠(chǎng)製造供(gòng)應,隻需選購即可。其缺點是夾具的精度不高,生產率也較低,且較難裝夾形狀複(fù)雜的(de)工件,故一般適用於單件小批量生產中。
②專用(yòng)夾具專為某一工件的某道工序設計製造(zào)的夾具,稱為專用(yòng)夾具(jù)。在產品相對(duì)穩定、批量較大的生產中,采用各種專用夾具,可獲得較高的(de)生產率和(hé)加工精度。專(zhuān)用夾具的設(shè)計周期較長、投資較大(dà)。
專用夾具一般(bān)在批量生產中(zhōng)使(shǐ)用。除大批大量生產之外,中小批量生產中也需要采用一些專用夾具,但在(zài)結構設計時要(yào)進行具體的技術經濟分析。
③可調夾(jiá)具某些(xiē)元件可調整或更換,以(yǐ)適應多種工件加工(gōng)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(de)缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對(duì)不同類(lèi)型和尺寸的工件,隻需(xū)調整或更換原來夾具上的個別定(dìng)位元件(jiàn)和(hé)夾緊(jǐn)元件便可使用。它一般又可分為通(tōng)用可調夾具和成組夾具兩種。前者的通用範圍比通用夾具更大;後者則是一種專用可調夾具,它(tā)按成組原(yuán)理設計並能加工(gōng)一(yī)族相似的工件,故在(zài)多品種(zhǒng),中、小批量生產中使用(yòng)有較好(hǎo)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(jiàn)的某道工序組(zǔ)裝的夾具,稱為組合夾具。組合(hé)夾具是一(yī)種模塊化(huà)的夾具。標準的模塊元件具有較高精度(dù)和耐磨性(xìng),可組裝成各種夾具。夾具(jù)用(yòng)畢可拆卸,清洗後留待組裝新的夾(jiá)具。由於使用組合(hé)夾(jiá)具可縮短生產準備周期,元件能重複多次使用,並具有減少專用夾具數量等(děng)優點,因此(cǐ)組合夾具(jù)在單件,中、小批量多品種生產和(hé)數(shù)控加工(gōng)中,是一種較經濟的夾具。
⑤拚裝夾具用專門的標準化、係列化的拚裝零(líng)部件拚裝而成的夾具,稱為拚(pīn)裝(zhuāng)夾具。它具(jù)有組合夾具的優點,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件中常帶(dài)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(jī)床分類
夾具按使用機(jī)床不同,可分為車床夾具、銑床(chuáng)夾具、鑽床夾具(jù)、鏜床夾具、齒輪機床(chuáng)夾具、數控機床夾具、自(zì)動機床夾具、自動線隨(suí)行夾具以及(jí)其他機床夾具等。
(3)按夾緊的動力源分類
夾(jiá)具按夾緊的動力源(yuán)可分(fèn)為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具(jù)、電磁夾具以(yǐ)及真(zhēn)空夾具等。
2.數控加工夾具的特點
作為機(jī)床夾(jiá)具,首先要滿足機械加工時(shí)對工件的裝夾要求。同時,數控加工的夾(jiá)具還有它(tā)本身的特點(diǎn)。這些特點是:
(1)數控加工適用於多品種、中小批量生產,為(wéi)能裝夾不同尺寸、不(bú)同形狀的多品種工件,數控加(jiā)工的夾具應具有柔性,經過適當調整即可夾持多種形狀和尺寸的工(gōng)件。
(2)傳統的專用夾具具(jù)有定位、夾緊、導向和對刀四種功能,而數(shù)控(kòng)機床上一(yī)般都配備(bèi)有接觸試測頭、刀具預調儀及對刀部件(jiàn)等設備,可以由機床解決對刀問題。數控機床上由程序控製的準確(què)的定位精度,可實現夾具中的(de)刀具導向功能。因此數控(kòng)加工中的夾具一般不需要導向和對刀功能,隻要求具有定位和夾緊功(gōng)能,就能滿足(zú)使用要求,這樣可簡化夾具的結構(gòu)。
(3)為適應數控加工的高效率(lǜ),數控加工夾具應盡可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊,以縮(suō)短(duǎn)輔助時間。
(4)夾具本身應有足夠的剛度,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(lì)很大的粗加工,又要進行達到工件最終精度要(yào)求的精(jīng)加工,因此夾具的剛度和夾緊力都要(yào)滿足大切削力的要求。
(5)為適(shì)應數控多方(fāng)麵加工(gōng),要避免夾具(jù)結構包括夾具上的組件對刀(dāo)具運動軌跡的幹涉,夾具結構(gòu)不要妨礙刀具對工件各(gè)部位的多麵加(jiā)工。
(6)夾具的定位要可靠,定位元件應具有較高的定位精度(dù),定位部位應便於清屑,無切屑積留(liú)。如工件的定位麵(miàn)偏小,可考慮增設工藝凸台或輔助基準。
(7)對剛度小的工件,應保證最小(xiǎo)的夾緊變形,如使夾緊點靠近支承點(diǎn),避免把夾緊力作用在(zài)工件的中空區域等。當粗加工和精加工同在(zài)一個(gè)工序內完成時,如果上述(shù)措施不能把工件變形控製在加(jiā)工精度要求的範圍內,應在精加工前使(shǐ)程序暫停,讓操作者在粗加工後精加工前變換夾緊力(適當減小),以減(jiǎn)小夾緊變形對加工(gōng)精度的影響。