應用機(jī)床夾具,有利於保證工件的(de)加工精度、穩定產品質量;有利於提高勞動生產率和降低成本;有利於改善工人勞動(dòng)條件(jiàn),保證安全生產;有利於擴(kuò)大機床工藝範圍(wéi),實現“一機多用”。
1.機床夾具的類型
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣泛(fàn)地應用於機械製造過程的切(qiē)削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝(yì)過程中。
在金(jīn)屬(shǔ)切削機床上使用(yòng)的夾具統稱為(wéi)機床夾具。在現(xiàn)代生產中,機床夾(jiá)具是一種不可缺少(shǎo)的工藝裝備,它直接(jiē)影響著工件加工的精度、勞(láo)動生產率和(hé)產品的製(zhì)造成(chéng)本等。
機床夾具的種類(lèi)繁多,可以從不同(tóng)的(de)角度(dù)對機床夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾種。
(1)按夾具的使用特點分類
根(gēn)據(jù)夾具在不同生產類型中的通用(yòng)特性,機床(chuáng)夾具可分為通用夾具、專用(yòng)夾具、可調夾具、組合夾具(jù)和拚裝夾具五大類。
①通用夾(jiá)具已經標準化的可加工一(yī)定範圍內不同工(gōng)件的夾具,稱為通用夾具,其結構、尺(chǐ)寸已規格(gé)化,而且具有一定通用性,如三(sān)爪自定心卡盤(pán)、機床用平口虎鉗、四爪單動卡(kǎ)盤、台虎鉗、萬能分度(dù)頭、頂尖、中心架和磁(cí)力工作台等。這類夾具適應性強,可用於裝夾一定形狀(zhuàng)和尺寸範圍內的各種工件。這些(xiē)夾具已作為機床附件由專門工廠製造供應,隻需選購即可。其缺點是夾具的精度不高,生產率也較低,且較難裝夾形狀複雜的工件,故一般(bān)適用(yòng)於單件小批量生產中。
②專用夾(jiá)具專為某一工件的某道工序設計製(zhì)造的夾具,稱為專用(yòng)夾具。在產品相對穩定、批量較大的生產中,采用各種(zhǒng)專用夾具,可獲得較高的(de)生產率和加工精(jīng)度。專用夾具(jù)的設計周期較長、投資較大。
專用夾具一般在批量生產中使用。除(chú)大批大量生產之(zhī)外,中小批量生產中也需(xū)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可調夾具某些元件可(kě)調整或更換,以適應多種工件加工的夾具,稱為可調夾具。可調夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發展起來的一類新(xīn)型夾具。對不同類型和尺寸的工件(jiàn),隻需調整或更換原來夾具上(shàng)的個別(bié)定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可(kě)調夾具和成組(zǔ)夾具兩種。前者(zhě)的通用範圍比通用夾具更大;後者則是一種專用可調夾具,它按成組原理設計並能加工一族相似的工件(jiàn),故在多(duō)品種(zhǒng),中、小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,專為某一工(gōng)件的某道工序組裝的夾(jiá)具,稱為組合夾(jiá)具。組合夾具是一種(zhǒng)模塊化(huà)的夾具。標準的模塊元件(jiàn)具有較高精(jīng)度和耐磨性,可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆(chāi)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(cì)使用,並具有減少專用夾(jiá)具數量等優點,因此組合夾具在單件,中、小批量多品種生產和數控加工中(zhōng),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(wéi)拚裝夾具。它具有組合(hé)夾具的優點,但比組合夾具(jù)精(jīng)度高、效能高、結構(gòu)緊湊。它的基(jī)礎板和夾緊部件中常帶有小(xiǎo)型液壓缸。此類夾具更(gèng)適合在數控機床上使用。
(2)按使用機床分(fèn)類
夾(jiá)具按使用機床不同,可分為(wéi)車床夾具、銑床(chuáng)夾具、鑽床夾(jiá)具、鏜床夾(jiá)具、齒輪機床夾具、數控機床夾具、自動機床夾具、自動線(xiàn)隨(suí)行夾具以及其他機床夾具等。
(3)按夾(jiá)緊的(de)動力源分類
夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾(jiá)具、電磁夾具以及(jí)真(zhēn)空(kōng)夾具等(děng)。
2.數(shù)控加工夾具的特點
作為機床夾(jiá)具,首先要滿足機械加工時對(duì)工件的裝夾要求。同時,數控加工的夾具還有它本身的特點。這些特點是:
(1)數控加工(gōng)適用於多品種、中小(xiǎo)批量生產,為能裝夾不同尺寸、不同形狀的(de)多品種工件,數控加(jiā)工的夾具應(yīng)具有(yǒu)柔性,經過適(shì)當調整即可夾持多種(zhǒng)形狀和尺寸的工件。
(2)傳統的專用夾具(jù)具有定位、夾緊、導向和對刀四種功能,而數控機床(chuáng)上一(yī)般都配備有接觸試測頭、刀具預調儀及對刀部件(jiàn)等設備,可以由機床解決對(duì)刀問題。數控機床上(shàng)由(yóu)程序控製的準確(què)的定位精度,可實(shí)現夾具中的刀具導向功能(néng)。因此數控加工中的夾具(jù)一般不(bú)需要導向和對刀功(gōng)能,隻要求具有定位和夾緊功能,就能滿足使用要求,這樣可簡化夾具的結構。
(3)為適應數(shù)控加(jiā)工的高效率,數控加工夾具應盡可能(néng)使用(yòng)氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊,以縮短輔助時間。
(4)夾具本身應有(yǒu)足夠(gòu)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(diǎn),在工件的一次(cì)裝(zhuāng)夾中既要進行切削力很大(dà)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(jù)的(de)剛度和夾緊力都要滿足大切削力的要(yào)求。
(5)為適應數(shù)控多方麵加工,要避免(miǎn)夾具結構包括夾具上的組件對刀具(jù)運動軌跡的幹涉,夾具結構不要(yào)妨礙刀具對工件各部位的多麵加工。
(6)夾具的定位要(yào)可靠,定位元件應具有較高的(de)定位精度,定位部位(wèi)應便於清屑,無切屑積留。如工件的定(dìng)位麵偏小,可考慮增設工藝凸台或(huò)輔助基準。
(7)對剛(gāng)度小(xiǎo)的工件,應保證最小的夾緊變(biàn)形,如(rú)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。當粗加工和精加工同在一個(gè)工序內完成時(shí),如果上述措施不能把工件變形控製在加(jiā)工(gōng)精度要求的範圍內,應在精加工前(qián)使程(chéng)序暫停,讓操作者在粗加工後精加工(gōng)前變換夾緊力(適當(dāng)減小),以減小夾緊變形(xíng)對加工(gōng)精(jīng)度的(de)影響。