應用機床夾具,有(yǒu)利於保證工件的加工精度、穩(wěn)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條件,保證安全生產;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
夾具是一種裝夾(jiá)工件的工藝裝(zhuāng)備,它廣泛(fàn)地應用於(yú)機械製造(zào)過程的切削加工、熱處(chù)理、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(xiàn)代生產中,機床夾具是一種不可(kě)缺少的工藝裝備,它直接影響著(zhe)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,可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用(yòng)的(de)分類方法有以下幾種。
(1)按夾具的使用特點分類(lèi)
根據夾具在(zài)不同生產類型(xíng)中的通用特(tè)性,機床夾具可分為通用(yòng)夾具、專用夾具、可調夾具、組合(hé)夾具和拚裝夾具五大(dà)類。
①通用夾具(jù)已經標準化的可加工一定範圍內不同工件的夾具,稱為通用(yòng)夾具,其結構、尺寸已規(guī)格化,而且具有一定通用性,如三爪自定心卡(kǎ)盤(pán)、機床用平口虎鉗(qián)、四爪單動卡盤、台虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工(gōng)作台等。這類夾(jiá)具適應(yīng)性(xìng)強,可用於裝夾一定形狀和尺(chǐ)寸範圍內的(de)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,隻需選購即(jí)可。其缺點是夾(jiá)具的精度不高,生產率也較低,且較難裝夾形狀複雜的工件,故一般適用(yòng)於單件小批量生產中。
②專用夾具專為(wéi)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,采用各種專用夾(jiá)具,可獲得較(jiào)高的生產率和加工精度。專用夾具的設計周期較長、投資(zī)較大。
專用(yòng)夾具一般在批(pī)量生產(chǎn)中使用。除大批大(dà)量(liàng)生產之外,中小批量生產中也需要采(cǎi)用一些專用夾具,但在結構設計時要進行具體的技術經濟(jì)分(fèn)析。
③可(kě)調夾具某些元件可調整或更換,以適應多種工件加工的(de)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(ér)發展起(qǐ)來的(de)一類新型夾(jiá)具。對不同類型和尺寸的工件,隻需調整或更(gèng)換原來夾具上的個別定位元(yuán)件和夾(jiá)緊元件(jiàn)便可使用。它一般又可分為通用可調夾具和成組夾具兩種(zhǒng)。前(qián)者的通用(yòng)範圍比通用夾具更大;後者則是一種專(zhuān)用可調夾具,它按成組原理設計並能加工一族(zú)相似的工(gōng)件,故在多品種,中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經濟效果。
④組合夾(jiá)具采(cǎi)用標準的組合(hé)元件、部件,專為某一工(gōng)件的某道(dào)工序(xù)組裝的(de)夾(jiá)具,稱為組合夾具。組(zǔ)合夾(jiá)具是一(yī)種模塊化的夾具。標準的(de)模塊元(yuán)件具有較高精度和耐磨性,可組裝(zhuāng)成各種夾具。夾(jiá)具(jù)用(yòng)畢可拆(chāi)卸,清洗後(hòu)留待組(zǔ)裝(zhuāng)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,並具有減少專用夾具數量等優點,因此組合夾具在單件,中、小批量多品種生產(chǎn)和數控加工中,是一種較經濟(jì)的夾具。
⑤拚裝夾具用專門的標準化、係列化的拚裝零部(bù)件拚裝而成的夾具,稱為拚裝夾具。它具有組合夾具的優點,但比組合夾具精度高、效能高(gāo)、結構緊湊。它的基礎板(bǎn)和夾緊部件中常帶有小型液壓缸(gāng)。此類夾具更適(shì)合在數控機床上使用。
(2)按使(shǐ)用機床分(fèn)類
夾具按(àn)使用機床不同(tóng),可分為車床夾(jiá)具、銑床夾具、鑽(zuàn)床夾具、鏜床夾具(jù)、齒輪機床夾具、數控機(jī)床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾(jiá)具以及其他機床夾具等。
(3)按夾緊的動力源分(fèn)類
夾(jiá)具按夾緊的動力源(yuán)可(kě)分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾(jiá)具以及真(zhēn)空夾具等。
2.數控加工夾具的特點
作為機(jī)床夾具,首先要滿足機械加工時對工件的裝夾要求。同時,數控加工的夾具還有它(tā)本身的特點。這些特點是:
(1)數控(kòng)加工(gōng)適用於多品種、中(zhōng)小批量生產,為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件,數(shù)控加工的夾具應具有(yǒu)柔性(xìng),經(jīng)過適當調整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。
(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(shàng)一般都配備有接觸試測(cè)頭、刀具預調儀及(jí)對刀部件等設備,可以由機床解決對刀問題。數(shù)控機床上由程序控製的準確的(de)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,隻要求具(jù)有定位和夾緊功(gōng)能,就能滿足使用要(yào)求,這樣可簡化(huà)夾具的結構。
(3)為適應數控加工的高效(xiào)率,數控加工夾具應盡可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊(jǐn)裝置快速(sù)夾緊,以縮短輔助時間。
(4)夾具(jù)本身(shēn)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(cì)裝夾中既要進行切削力很大的(de)粗加工,又要進行達到工件最終精度要求的精(jīng)加工,因此(cǐ)夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削力的(de)要求。
(5)為適應數控多方麵加(jiā)工,要避免夾具(jù)結構(gòu)包(bāo)括夾具上(shàng)的組件(jiàn)對刀具(jù)運動軌跡的幹涉,夾具結構不(bú)要妨礙刀具對工件各(gè)部位的多麵加工。
(6)夾具的定位要可靠,定位元件應具有較高(gāo)的定位精度,定位(wèi)部位應便(biàn)於清屑,無切屑積留。如工件的定位麵偏(piān)小,可考慮增設工藝凸台或輔助基準。
(7)對剛度小的工件,應保證最小的夾緊變形(xíng),如使夾緊點靠近支承點,避免把夾緊力作用(yòng)在工(gōng)件的中空區(qū)域等。當粗加工和精加工同在(zài)一(yī)個工序內完成時,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(jiā)工後精加工前變換(huàn)夾緊力(lì)(適當減小),以減小夾緊變形對加工精度的影響。