数控机床夹具的类型的分析

   日期:2022-04-10     浏览:22    评论:0    
 经过近年来国内机床行业的快速发展,中高档数控机床产量持续大幅增长,可为航空航天、汽车、船舶、能源电力、轨道交通等关键制造领域提供相应的产品。机床夹具的应用有利于保证工件的加工精度,稳定产品质量,提高劳动生产率,降低成本,改善劳动条件,确保安全生产,扩大机床工艺范围,实现一机多用。

1.机床夹具类型。
夹具是一种夹紧工件的工艺设备,广泛应用于切割加工、热处理、装配、焊接、检测等工艺。
金属切割机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是不可缺少的工艺设备,直接影响工件加工精度、劳动生产率和产品制造成本。机床夹具种类繁多,可从不同角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法如下。
 
(1)根据夹具的使用特点进行分类。
根据不同生产类型夹具的通用特点,机床夹具可分为五类:通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和组装夹具。
①通用夹具标准化,可在一定范围内加工不同工件,称为通用夹具,其结构、尺寸标准化,具有一定的定的通用性,如三爪自定心卡盘、机床平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、通用分度头、顶部、中心架和磁力工作台。这种夹具适应性强,可用于夹具一定形状和尺寸范围内的各种工件。这些夹具已作为机床附件由专门的工厂制造和供应,只需购买即可。缺点是夹具精度低,生产率低,夹具形状复杂,一般适用于单件小批量生产。
②专用夹具专为某一工件的某一工艺设计制造,称为专用夹具。在产品相对稳定、批量生产中,采用各种专用夹具,可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具设计周期长,投资大。专用夹具一般用于批量生产。除了大规模生产外,中小批量生产也需要使用一些专用夹具,但在结构设计中需要进行具体的技术经济分析。
③可调夹具的某些部件可以调整或更换,以适应各种工件加工的夹具,称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和特殊夹具的缺陷而开发的一种新型夹具。对于不同类型和尺寸的工件,只需调整或更换原夹具上的个别定位元件和夹紧元件即可使用。一般可分为通用可调夹具和组夹具。前者的通用范围大于通用夹具;后者是一种特殊的可调夹具,根据组装原理设计,可加工类似的工件,在多品种、中小批量生产中具有良好的经济效果。
④组合夹具采用标准组合元件和部件,专门为某一工件组装的夹具称为组合夹具。组合夹具是一种模块化夹具。标准模块元件具有高精度和耐磨性,可组装成各种夹具。夹具可拆卸,清洗后待新夹具组装。由于组合夹具的使用可以缩短生产准备周期,元件可以重复使用,具有减少专用夹具数量的优点,因此组合夹具是单件、中小批量多品种生产和数控加工中经济的夹具。
⑤组装夹具由专门标准化和系列组装部件组装而成的夹具称为组装夹具。它具有组合夹具的优点,但精度高,效率高,结构紧凑。它的基础板和夹紧部件通常有小液压缸。这种夹具更适合数控机床。
按使用机床进行分类。
夹具可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线夹具等机床夹具。
按夹紧动力源进行分类。
夹具可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增强夹具、电磁夹具和真空夹具。
 
2.作为机床夹具,数控加工夹具的特点应首先满足加工过程中工件的夹具要求。同时,数控加工夹具也有其自身的特点。这些特点是:
(1)数控加工适用于多品种、中小批量生产。为了夹住不同尺寸和形状的多品种工件,数控加工夹具应灵活,经过适当调整后可夹住各种形状和尺寸的工件。
(2)传统的专用夹具有定位、夹紧、导向、刀具四种功能,数控机床一般配备接触测试头、刀具预调仪、刀具部件等设备,机床可解决刀具问题。数控机床序控制的准确定位精度可实现夹具中的刀具导向功能。因此,数控加工中的夹具一般不需要导向和刀具功能,只需要定位和夹紧功能,即可满足使用要求,简化夹具结构。
为了适应数控加工的高效率,数控加工夹具应尽可能使用气动、液压、电动等自动夹紧装置,以缩短辅助时间。
夹具本身应该有足够的刚度来适应大量的切削量。数控加工具有工艺集中的特点。在工件的一次夹紧中,不仅要进行大切削力的粗加工,还要进行精加工,以满足工件的最终精度要求。因此,夹具的刚度和夹紧力应满足大切削力的要求。
为了适应数控加工的各个方面,为了避免夹具结构中包括夹具上部件对刀具运动轨迹的干扰,夹具结构不应阻碍工件各部件的多面加工。
夹具的定位应可靠,定位元件应具有较高的定位精度,定位部位应便于清除头皮屑,无头皮屑堆积。如果工件的定位面太小,可以考虑增加工艺凸台或辅助基准。
对于刚度小的工件,应保证小的夹紧变形,如使夹紧点靠近支撑点,避免夹紧力作用于工件的空心区域。当粗加工和精加工在同一过程中完成时,如果上述措施不能将工件变形控制在加工精度要求范围内,则应在精加工前暂停程序,使操作人员在粗加工后精加工前改变夹紧力(适当减小),以减少夹紧变形对加工精度的影响。
 
 
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