應(yīng)用機床夾具,有利於保證工(gōng)件(jiàn)的加工精度、穩定產品質量;有利於(yú)提高勞動(dòng)生產率和(hé)降低成本;有利於改善工人(rén)勞動條(tiáo)件,保證安全生產;有利於擴大機(jī)床工藝(yì)範圍,實現“一(yī)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,它廣泛地應(yīng)用於(yú)機械(xiè)製造過程的(de)切削加工、熱處理、裝配、焊(hàn)接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上(shàng)使用的夾具(jù)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(tā)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(děng)。
機床夾具(jù)的種類繁多,可以從不同的角度對機床夾具(jù)進行分類。常用的(de)分類方法有以下幾種(zhǒng)。
(1)按夾具的使用特點分(fèn)類
根據夾具在不同生產(chǎn)類型中(zhōng)的通用特性,機(jī)床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調夾(jiá)具、組合夾具和拚裝夾具五大類。
①通用夾具已經標(biāo)準化的可加工(gōng)一定範圍內不同工件的夾具,稱為通用夾具,其結構、尺寸已規格化,而且具有一定通用性,如三爪自(zì)定心卡盤、機床(chuáng)用平口虎鉗、四爪單動(dòng)卡盤、台虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作台等。這類夾具適應性強(qiáng),可用於裝夾一(yī)定(dìng)形狀和尺寸範圍內的各種工件。這些夾具已作(zuò)為機(jī)床附件由專門工廠製造(zào)供應(yīng),隻需選購即可。其缺點(diǎn)是夾具的精度不高,生產率也(yě)較低,且較難裝夾形(xíng)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(jù)專為某一工件的某(mǒu)道工序(xù)設計製造的夾具,稱(chēng)為專用夾具。在產品相對穩定、批量較大的(de)生產中,采用各種(zhǒng)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(jiào)大。
專用夾具一(yī)般(bān)在批量生產中使用(yòng)。除大批大量生產之外(wài),中小批量生(shēng)產中也(yě)需要采用一些專用夾具,但(dàn)在結構設計(jì)時要進行具體的技術(shù)經濟分析。
③可調夾具某些元件可調(diào)整或更換,以(yǐ)適應多(duō)種工件加工的夾具(jù),稱為(wéi)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,隻需調整(zhěng)或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件(jiàn)和(hé)夾緊元件便可使(shǐ)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(yòng)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,故在多品種,中、小批量生產中(zhōng)使用(yòng)有較好的(de)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(dào)工序組裝的夾具,稱為組合夾(jiá)具。組合夾具是一種模塊(kuài)化的(de)夾具。標準的模(mó)塊元件具有較高精度和耐磨性,可組(zǔ)裝成(chéng)各(gè)種夾具。夾具用畢可拆卸,清洗(xǐ)後留待組裝(zhuāng)新的夾具。由於使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,元件能重複多次使用,並具有減少專用夾具數(shù)量等優點,因此組合夾具在單件,中、小批量多品種生產和(hé)數控(kòng)加工中,是一(yī)種(zhǒng)較經濟的(de)夾具。
⑤拚裝夾具用專門的標準化、係列(liè)化的拚裝零部件拚裝而成(chéng)的夾具,稱為拚裝夾具。它具有組合夾具的優點(diǎn),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有小(xiǎo)型液壓缸。此類夾具(jù)更適合在數控機床上使用(yòng)。
(2)按使用機床分(fèn)類
夾具按使用機床不同,可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鑽床夾具、鏜床夾具(jù)、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具、自動機(jī)床夾具、自動線隨行夾具(jù)以及其他機床夾具等。
(3)按夾緊的動力(lì)源分類
夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾(jiá)具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。
2.數控加工夾具的特點
作為機(jī)床夾具,首先要滿足(zú)機械加工(gōng)時對工件的裝夾(jiá)要求。同時,數控加工(gōng)的夾具還有它本身的特點。這(zhè)些特點是:
(1)數控(kòng)加工適用(yòng)於多品種、中小批量生產,為能裝夾不(bú)同尺寸、不同形狀的多品種工件(jiàn),數控加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件(jiàn)。
(2)傳統的專用夾具具有定位、夾緊、導向和(hé)對(duì)刀四種功能,而數控機床上一般都配備有(yǒu)接觸試測頭、刀具(jù)預(yù)調儀及(jí)對刀部件等設備,可以由機床解決對刀問題。數控機床上由(yóu)程序控製的準確的定位精度,可實現夾具中的刀具導向功能。因此數控加工中的夾(jiá)具一般不需要導向和對刀功能,隻要求(qiú)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)為適應數控(kòng)加工的高效率,數控(kòng)加工(gōng)夾具(jù)應盡可能(néng)使用氣(qì)動、液壓、電動等自動夾緊裝置(zhì)快速夾緊,以縮短輔助時間。
(4)夾具本身應有足夠(gòu)的剛(gāng)度,以適應大切削(xuē)用量切削(xuē)。數控加工具有工(gōng)序集中(zhōng)的特點,在工件(jiàn)的一次裝夾中既要進行切削力很大的粗(cū)加工,又要進行達到工(gōng)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力的要求。
(5)為適應數控多方麵加工,要避免夾具(jù)結構包括(kuò)夾具(jù)上的組件對刀具運動軌跡的幹涉,夾(jiá)具結構不要妨礙刀具(jù)對工件各部位的(de)多麵加工。
(6)夾具的定位要可靠,定位元件(jiàn)應具有較高的定位精度,定位部位應便(biàn)於清屑,無切屑積留(liú)。如工件(jiàn)的定位麵(miàn)偏小,可考慮增設工藝凸台或輔(fǔ)助基準。
(7)對(duì)剛度小的工件,應保證(zhèng)最小的夾緊變形,如使夾緊點靠近支承點,避免把夾(jiá)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,如(rú)果上述措施不能(néng)把工件變形控製在加工精度要求的範圍(wéi)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換夾緊(jǐn)力(適當減小),以減小夾(jiá)緊變形對加工精度的影響(xiǎng)。