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數(shù)控機(jī)床工裝夾具的合理選擇及應(yīng)用數(shù)控機(jī)床工裝夾具的合理選擇及應(yīng)用 機(jī)械加工按生產(chǎn)批量可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是單件、多品種、小批量（簡(jiǎn)稱小批量生產(chǎn)）；另一類(lèi)是少品種、大批量（簡(jiǎn)稱大批量生產(chǎn)）。其中前者大約占到機(jī)械加工總產(chǎn)值的70~80%，是機(jī)械加工的主體。 一、小批量生產(chǎn)可優(yōu)先考慮的數(shù)控機(jī)床夾具： 【組合夾具】 組合夾具又稱為“積木式夾具”，它由一系列經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、功能各異、規(guī)格尺寸不同的機(jī)床夾具元件組成，客戶可以根據(jù)加工要求，象“搭積木”一樣，快速拼裝出各種類(lèi)型的機(jī)床夾具。由于組合夾具省去了設(shè)計(jì)和制造專用夾具時(shí)間，極大地縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，因而有效地縮短了小批量生產(chǎn)周期，即提高了生產(chǎn)效率。另外，組合夾具還具有定位精度高、裝夾柔性大、循環(huán)重復(fù)使用、制造節(jié)能節(jié)材、使用成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。故小批量加工，特別是產(chǎn)品形狀較為復(fù)雜時(shí)可優(yōu)先考慮使用組合夾具。 【精密組合平口鉗】 精密組合平口鉗實(shí)際上屬于組合夾具中的“合件”，與其它組合夾具元件相比其通用性更強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度更高、使用更簡(jiǎn)便、裝夾更可靠，因此在 范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。 精密組合平口鉗具有快速安裝（拆卸）、快速裝夾等優(yōu)點(diǎn)，因此可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)效率。 目前 上常用的精密組合平口鉗的裝夾范圍一般在1000mm以內(nèi)，夾緊力一般在5000Kgf以內(nèi)。 需要注意的是，這里所說(shuō)的精密組合平口鉗并不是老式機(jī)加虎鉗，老式機(jī)加虎鉗功能單一、制造精度低、無(wú)法成組使用、使用壽命短，不適宜在數(shù)控機(jī)床、加工中心上使用。這里所說(shuō)的精密組合平口鉗是起源于歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，專門(mén)針對(duì)數(shù)控機(jī)床、加工中心特點(diǎn)所設(shè)計(jì)的一系列新型平口鉗，此類(lèi)產(chǎn)品具有裝夾柔性大、定位精度高、夾緊快速、可成組使用等特點(diǎn)，特別適合數(shù)控機(jī)床、加工中心使用。 【電永磁夾具】 電永磁夾具是以釹鐵硼等新型永磁材料為磁力源，運(yùn)用現(xiàn)代磁路原理而設(shè)計(jì)出來(lái)的一種新型夾具。大量的機(jī)加工實(shí)踐表明，電永磁夾具可以大幅提高數(shù)控機(jī)床、加工中心的綜合加工效能。電永磁夾具的夾緊與松開(kāi)過(guò)程只需1秒左右，因此大幅縮短了裝夾時(shí)間；常規(guī)機(jī)床夾具的定位元件和夾緊元件占用空間較大，而電永磁夾具沒(méi)有這些占用空間的元件，因此與常規(guī)機(jī)床夾具相比，電永磁夾具的裝夾范圍更大，這有利于充分利用數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)和加工行程，有利于提高數(shù)控機(jī)床的綜合加工效能。電永磁夾具的吸力一般在15~18Kgf/c㎡，因此一定要 吸力（夾緊力）足夠抵抗切削力，一般情況下，吸附面積不應(yīng)小于30 c㎡，即夾緊力不小于450Kgf。 二、大批量加工宜選用的數(shù)控機(jī)床夾具 大批量加工周期＝加工/等待時(shí)間＋工件加工時(shí)間＋生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。“加工/等待時(shí)間”主要包括工件裝夾和更換刀具的時(shí)間。 傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)床夾具“工件裝夾時(shí)間”可達(dá)到大批量加工周期的10~30%，這樣“工件裝夾”就成為了影響生產(chǎn)效率的關(guān)鍵性因素，也是機(jī)床夾具“挖潛”的重點(diǎn)對(duì)象。故此大批量加工宜采用快速定位、快速夾緊（松開(kāi)）的專用夾具，可優(yōu)先考慮以下三類(lèi)機(jī)床夾具。 【液壓/氣動(dòng)夾具】 液壓/氣動(dòng)夾具是以油壓或氣壓作為動(dòng)力源，通過(guò)液壓元件或氣動(dòng)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的定位、支承與壓緊的專用夾具。液壓/氣動(dòng)夾具可以準(zhǔn)確快速地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具 ，加工精度高；定位及夾緊過(guò)程迅速，極大的節(jié)省了夾緊和釋放工件的時(shí)間；同時(shí)具有結(jié)構(gòu)緊湊、可多工位裝夾、可進(jìn)行高速重切削，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。液壓/氣動(dòng)夾具的上述優(yōu)點(diǎn)，使之特別適宜在數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性生產(chǎn)線使用，特別適合大批量加工。 【電永磁夾具】 電永磁夾具所具有的快速夾緊、易實(shí)現(xiàn)多工位裝夾、一次裝夾可多面加工、裝夾平穩(wěn)可靠、節(jié)能環(huán)保、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。與常規(guī)機(jī)床夾具相比，電永磁夾具可以大幅縮短裝夾時(shí)間，減少裝夾次數(shù)，提高裝夾效率，因此不僅適用于小批量生產(chǎn)，亦適用于大批量生產(chǎn)。 【光面夾具基座】 光面夾具基座在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還不是很多，但在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用很廣泛。它實(shí)際上就是經(jīng)過(guò)精加工的夾具基體精毛坯，元件與機(jī)床定位連接部分和零件在夾具上的定位面已經(jīng)精加工完畢。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，自行加工制作專用夾具。 光面夾具基座可以有效縮短制造專用夾具的周期，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，因而可以從總體上縮短大批量生產(chǎn)的周期，提高生產(chǎn)效率；同時(shí)可以降低專用夾具的制造成本。因此光面夾具基座特別適合周期較緊的大批量生產(chǎn)。 三、數(shù)控機(jī)床夾具的使用 合理使用夾具，挖掘設(shè)備潛能經(jīng)驗(yàn)表明，為了提高數(shù)控機(jī)床加工效能，僅僅“選對(duì)”數(shù)控機(jī)床夾具還是不夠的，還必須在“用好”數(shù)控機(jī)床夾具上下功夫。 下面介紹三種常用的方法： 【多工位法】 多工位法的基本原理：通過(guò)一次裝夾多個(gè)工件，達(dá)到縮短單位裝夾時(shí)間，延長(zhǎng)刀具有效切削時(shí)間的目的。 多工位夾具即擁有多個(gè)定位夾緊位置的夾具。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和用戶提高生產(chǎn)效率的需要，現(xiàn)在多工位夾具的應(yīng)用越來(lái)越多。在液壓/氣動(dòng)夾具、組合夾具、電永磁夾具和精密組合平口鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中多工位設(shè)計(jì)越來(lái)越普遍。 【成組使用法】 將相同的幾個(gè)夾具放在同一工作臺(tái)使用，同樣可以實(shí)現(xiàn)“多工位”裝夾的目的。 這種方法所涉及的夾具一般應(yīng)經(jīng)過(guò)“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、高精度制造”，否則難以達(dá)到數(shù)控機(jī)床工序加工的要求。 成組使用法可以充分利用數(shù)控機(jī)床行程，利于機(jī)床傳動(dòng)部件的均衡磨損；同時(shí)相關(guān)夾具可獨(dú)立使用，實(shí)現(xiàn)多件裝夾，又可聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)大規(guī)格工件裝夾。 【局部快換法】 局部快換法是通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的局部（定位元件、夾緊元件、對(duì)刀元件和引導(dǎo)元件）進(jìn)行快速更換，達(dá)到迅速改變夾具功能或使用方式的目的。 例如：快換組合平口鉗，可以通過(guò)快速更換鉗口實(shí)現(xiàn)裝夾功能的改變，比如由裝夾方料轉(zhuǎn)變成裝夾棒料；也可以通過(guò)快速更換夾緊元件實(shí)現(xiàn)夾緊方式的改變，比如由手動(dòng)夾緊轉(zhuǎn)變成液壓夾緊。局部快換法大幅縮短了更換及調(diào)整夾具的時(shí)間，在小批量生產(chǎn)中優(yōu)勢(shì)較為明顯。 |
