夾具的概念及作用 數(shù)控機(jī)床夾具的類(lèi)型和特點(diǎn)

 應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。

１．機(jī)床夾具的類(lèi)型

   夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。

    在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)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(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。

機(jī)床夾具的種類(lèi)繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類(lèi)。常用的分類(lèi)方法有以下幾種。

（１）按夾具的使用特點(diǎn)分類(lèi)

根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類(lèi)型中的通用特性，機(jī)床夾具可分為通用夾具、專(zhuān)用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類(lèi)。

①通用夾具  已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱(chēng)為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤(pán)、機(jī)床用平口虎鉗、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺(tái)等。這類(lèi)夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機(jī)床附件由專(zhuān)門(mén)工廠制造供應(yīng)，只需選購(gòu)即可。其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。

②專(zhuān)用夾具  專(zhuān)為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱(chēng)為專(zhuān)用夾具。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專(zhuān)用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)、投資較大。

專(zhuān)用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專(zhuān)用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

③可調(diào)夾具  某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱(chēng)為可調(diào)夾具。可調(diào)夾具是針對(duì)通用夾具和專(zhuān)用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型夾具。對(duì)不同類(lèi)型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)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(diào)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(zhuān)用可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。

④組合夾具  采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專(zhuān)為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱(chēng)為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，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(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專(zhuān)用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。

⑤拼裝夾具  用專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱(chēng)為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類(lèi)夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。

（２）按使用機(jī)床分類(lèi)

夾具按使用機(jī)床不同，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。

（３）按夾緊的動(dòng)力源分類(lèi)

夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。

2．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn)

作為機(jī)床夾具，首先要滿足機(jī)械加工時(shí)對(duì)工件的裝夾要求。同時(shí)，數(shù)控加工的夾具還有它本身的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是：

(1)      數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，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(yīng)具有柔性，經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。

(2)      傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對(duì)刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備有接觸試測(cè)頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對(duì)刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對(duì)刀問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床上由程序控制的準(zhǔn)確的定位精度，可實(shí)現(xiàn)夾具中的刀具導(dǎo)向功能。因此數(shù)控加工中的夾具一般不需要導(dǎo)向和對(duì)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(jiǎn)化夾具的結(jié)構(gòu)。

(3)      為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等自動(dòng)夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時(shí)間。

(4)      夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工具有工序集中的特點(diǎn)，在工件的一次裝夾中既要進(jìn)行切削力很大的粗加工，又要進(jìn)行達(dá)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(yīng)數(shù)控多方面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對(duì)工件各部位的多面加工。

(6)      夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無(wú)切屑積留。如工件的定位面偏小，可考慮增設(shè)工藝凸臺(tái)或輔助基準(zhǔn)。

(7)      對(duì)剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點(diǎn)靠近支承點(diǎn)，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。當(dāng)粗加工和精加工同在一個(gè)工序內(nèi)完成時(shí)，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(nèi)，應(yīng)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(dāng)減小），以減小夾緊變形對(duì)加工精度的影響。