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數控機床夾具的類型和特點

應用機床夾具,有利于保證工件的加工精度、穩定產品質量;有利于提高勞動生產率和降低成本;有利于改善工人勞動條件,保證安全生產;有利于擴大機床工藝范圍,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,它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、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制造成本等。

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。常用的分類方法有以下幾種。
(1)按夾具的使用特點分類

根據夾具在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、組合夾具和拼裝夾具五大類。

①通用夾具

已經標準化的可加工一定范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,如三爪自定心卡盤、機床用平口虎鉗、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺等。這類夾具適應性強,可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件。這些夾具已作為機床附件由專門工廠制造供應,只需選購即可。其缺點是夾具的精度不高,生產率也較低,且較難裝夾形狀復雜的工件,故一般適用于單件小批量生產中。

②專用夾具

專為某一工件的某道工序設計制造的夾具,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行具體的技術經濟分析。

③可調夾具

某些元件可調整或更換,以適應多種工件加工的夾具,稱為可調夾具??傻骷芯呤欽攵醞ㄓ眉芯吆妥ㄓ眉芯叩娜畢荻⒄蠱鵠吹囊煥嘈灤圖芯?。對不同類型和尺寸的工件,只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大;后者則是一種專用可調夾具,它按成組原理設計并能加工一族相似的工件,故在多品種,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,專為某一工件的某道工序組裝的夾具,稱為組合夾具。組合夾具是一種??榛募芯?。標準的??樵哂薪細呔群湍湍バ?,可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸,清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產準備周期,元件能重復多次使用,并具有減少專用夾具數量等優點,因此組合夾具在單件,中、小批量多品種生產和數控加工中,是一種較經濟的夾具。

⑤拼裝夾具

用專門的標準化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具,稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優點,但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊。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、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其他機床夾具等。

(3)按夾緊的動力源分類

夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、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本身的特點。這些特點是:

(1)數控加工適用于多品種、中小批量生產,為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件,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。
(2)傳統的專用夾具具有定位、夾緊、導向和對刀四種功能,而數控機床上一般都配備有接觸試測頭、刀具預調儀及對刀部件等設備,可以由機床解決對刀問題。數控機床上由程序控制的準確的定位精度,可實現夾具中的刀具導向功能。因此數控加工中的夾具一般不需要導向和對刀功能,只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)為適應數控加工的高效率,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,以縮短輔助時間。
(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很大的粗加工,又要進行達到工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)為適應數控多方面加工,要避免夾具結構包括夾具上的組件對刀具運動軌跡的干涉,夾具結構不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。
(6)夾具的定位要可靠,定位元件應具有較高的定位精度,定位部位應便于清屑,無切屑積留。如工件的定位面偏小,可考慮增設工藝凸臺或輔助基準。
(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工序內完成時,如果上述措施不能把工件變形控制在加工精度要求的范圍內,應在精加工前使程序暫停,讓操作者在粗加工后精加工前變換夾緊力(適當減?。?,以減小夾緊變形對加工精度的影響。

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