應用機床夾具,有利於保證工件的加工精度、穩定產品質量;有(yǒu)利於提高(gāo)勞動生產率和降低成本;有利於改善工人勞動條件,保證安全生產;有利於擴大機床工藝範圍,實現“一機多(duō)用”。
1.機床夾具的類(lèi)型
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣(guǎng)泛地應用於機械製造過程的切削加工(gōng)、熱處理、裝配(pèi)、焊接(jiē)和檢測等工藝過程中。
在金屬(shǔ)切削機床上使用的夾具統稱為機床夾(jiá)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、勞動生產率和產品的製造成本等。
機床夾具的種類繁多,可以從(cóng)不同的角(jiǎo)度對機床夾具進行分(fèn)類。常用的分類方法有(yǒu)以下幾種。
(1)按夾具的使用特點分類
根據夾具在(zài)不同生產類型中的通用特性,機床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和(hé)拚裝夾具五大類。
①通用夾具已經標準化的可加工(gōng)一(yī)定範圍內不同工件的夾具,稱為通用夾(jiá)具,其結構、尺(chǐ)寸已規格(gé)化,而且具有一定通用性,如三爪自定心卡盤(pán)、機床用平口虎鉗、四爪(zhǎo)單動卡盤(pán)、台虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作台等。這類夾(jiá)具適應性(xìng)強,可用(yòng)於裝夾一定形狀和尺(chǐ)寸範圍內的各種工件。這(zhè)些夾具已作為機床附件由專門工(gōng)廠製造供應,隻(zhī)需選購即可。其缺點是夾具的精度不高,生產率也較(jiào)低(dī),且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專用夾具專為某一工件的某道工序設計製造的(de)夾具,稱為專用夾具。在產品相對穩定、批量較大的生產中(zhōng),采用各(gè)種專用夾具,可獲得較高的(de)生(shēng)產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的(de)設計周期較長、投資(zī)較大。
專用夾具一般在批量生產中使用。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,但在結構設計時要進(jìn)行(háng)具體的技術經濟分析。
③可調夾具某些元件可(kě)調整或更換,以適應多種(zhǒng)工件加工的(de)夾具,稱為可調夾具。可調夾(jiá)具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發展起(qǐ)來的一類新(xīn)型夾具。對不同類型和尺寸的工件,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(kě)使用。它一(yī)般又(yòu)可分為通用可(kě)調夾具和成組夾(jiá)具兩種。前者的通用範圍比通用(yòng)夾具更大;後者(zhě)則是一種專(zhuān)用可調夾具,它(tā)按成(chéng)組原理設計並能加工一族相似的(de)工件,故在多品(pǐn)種,中、小(xiǎo)批量生產中使用有較好的經濟效果。
④組合夾具采用標準的組合元件、部件(jiàn),專為某一工件的某道工序組裝的夾具,稱(chēng)為組合夾具。組合夾具(jù)是一種模塊化的夾具。標準的模(mó)塊元件具有較高精度和耐磨(mó)性,可組裝成各種夾具(jù)。夾具用畢可拆卸,清洗後留待組裝新的夾具。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)少專用夾具數量等優點,因此(cǐ)組合夾具在單件,中、小批量多品種生產和數控加工中,是(shì)一種較經濟的夾具。
⑤拚裝夾具用專門的標準化、係列(liè)化的拚裝(zhuāng)零(líng)部件拚裝而成的夾具,稱(chēng)為拚裝夾(jiá)具。它具(jù)有組合夾具的優點,但比組合夾具精度高、效(xiào)能高、結構緊湊(còu)。它的基礎板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(jī)床上使用。
(2)按使用機床分類
夾具按使用機床不同,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(chuáng)夾具等。
(3)按夾緊的動力源分類
夾具按夾緊的動力源可分為(wéi)手動夾(jiá)具、氣動夾(jiá)具、液(yè)壓(yā)夾具、氣液增力夾具(jù)、電(diàn)磁夾具以(yǐ)及真空夾具等(děng)。
2.數控加工夾具的特(tè)點
作(zuò)為機床夾具,首先要滿足機械加工時對工件的裝夾要求(qiú)。同時,數控加工的夾具還(hái)有它本身(shēn)的特(tè)點。這些特(tè)點是(shì):
(1)數控(kòng)加工適用於多品(pǐn)種(zhǒng)、中小(xiǎo)批量生產,為能(néng)裝夾不同尺寸、不同形狀(zhuàng)的多品種工件,數控加工的夾具應具有柔性,經過適(shì)當調整即可夾持多(duō)種形狀(zhuàng)和尺寸的工件。
(2)傳統的專用夾具具有定位(wèi)、夾緊、導向和對刀四種功能,而數控機(jī)床上一般都配(pèi)備有接觸試測頭、刀具預調儀及對刀部件等設備,可以由機床解(jiě)決對刀問題。數控機(jī)床上由(yóu)程序控製的(de)準確的定位精度,可實現夾具中的刀具導向功能。因此數控加工中的夾具一(yī)般不需(xū)要導向和對(duì)刀功能,隻要求具有定位和夾緊(jǐn)功能,就能滿足(zú)使用要求,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(jìn)可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊,以縮短輔助時間(jiān)。
(4)夾具本身應有足(zú)夠(gòu)的剛度,以適應大切削用量切削。數控(kòng)加工具有工序集中的特點,在工件的一(yī)次裝夾中既要進行切削力很大的粗加工,又要進行達到工件最終精度要求的(de)精加工,因(yīn)此夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削力的要求。
(5)為適應數控多(duō)方麵加工,要(yào)避免夾具結(jié)構包括夾具上的組件對刀具運(yùn)動軌跡的幹涉,夾具結構不要妨(fáng)礙刀具對工件各部位的多麵加(jiā)工。
(6)夾具(jù)的(de)定位要可靠,定位元件應具(jù)有(yǒu)較(jiào)高的定(dìng)位精度,定位部位應(yīng)便於清屑,無切屑積留。如工件的定位麵偏小,可考慮(lǜ)增設工藝凸台或輔助基準。
(7)對剛度小的工件,應保證最小的夾緊變形,如使夾緊點靠近支承點,避免(miǎn)把夾緊力作用(yòng)在工件的中空區域等。當粗(cū)加工和精加工同在(zài)一個工序內完成時,如果上述措施不能把工件變形控製在加(jiā)工精度要求的範(fàn)圍內,應在精加工前使程序(xù)暫停(tíng),讓操作者在粗加工後精加工前變(biàn)換夾(jiá)緊(jǐn)力(適(shì)當(dāng)減小),以減小夾(jiá)緊變(biàn)形(xíng)對加工精度的影響。