現(xiàn)代夾具的發(fā)展及應(yīng)用

1、現(xiàn)代夾具的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)：品種多、批量小、精度高、更新快。帶來(lái)傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)存在的問(wèn)題：小批量生產(chǎn)采用先進(jìn)工藝、專用工裝不經(jīng)濟(jì)，但高、精、尖產(chǎn)品不用不行；現(xiàn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，趕不上產(chǎn)品更新需要；產(chǎn)品更新快，采用專用夾具造成積壓。為解決這一矛盾，現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向：精密化、高效自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化，通用化。一、現(xiàn)代夾具分類及應(yīng)用1、自動(dòng)線夾具 自動(dòng)線夾具根據(jù)自動(dòng)線的配置形式，主要有固定夾具和隨行夾具兩大類。固定夾具用于工件直接輸送的生產(chǎn)線，夾具是安裝在每臺(tái)機(jī)床上的。隨行夾具是用于組合機(jī)床自動(dòng)線上的一種移動(dòng)式夾具，工件安裝在隨行夾具上，隨行夾具除了完成對(duì)工件的定位、夾緊外，

2、還帶著工件隨自動(dòng)線移動(dòng)到每臺(tái)機(jī)床加工臺(tái)面上，再由機(jī)床上的夾具對(duì)其整體定位和夾緊，工件在隨行夾具上的定位和夾緊與在一般夾具上的定位和夾緊一樣。見(jiàn)圖8-1所示自動(dòng)線夾具。圖8-1自動(dòng)線夾具 工件在固定夾具上的定位和隨行夾具在機(jī)床夾具上的定位要求：要有利于夾具的敞開(kāi)性，有利于工件和隨行夾具定位時(shí)基準(zhǔn)統(tǒng)一，有利于工件和隨行夾具在各臺(tái)機(jī)床上定位和夾緊的自動(dòng)化。為此，一般采用一面兩孔定位、氣動(dòng)夾緊，容易實(shí)現(xiàn)。 2、組合夾具 組合夾具是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸而具有完全互換性及高耐磨性(可使用15年以上)的標(biāo)準(zhǔn)元件所組裝成的專用夾具，根據(jù)組合夾具元件上是t形

3、槽還是圓孔，將組合夾具分為槽系和孔系?；咎攸c(diǎn) 萬(wàn)能性好，適應(yīng)加工工件外形尺寸的范圍為20600mm 可大幅度縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，一套中等復(fù)雜的組合夾具從設(shè)計(jì)到組裝完畢約需50150小時(shí)，可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期90% 降低生產(chǎn)成本 減少夾具庫(kù)存面積 其剛性較差。組合夾具元件：因槽系用的較多，重點(diǎn)介紹槽系組合夾具元件，共分八類。（1）第一類：基礎(chǔ)件主要用做夾具體。（2）第二類：支承件主要用做不同高度的支承和各種定位支承平面。（3）第三類：定位件主要用做工件定位和組合夾具元件連接定位。（4）第四類：導(dǎo)向件主要用做鉆套、鉆模板。（5）第五類：壓緊件主要用做夾緊工件。（6）第六類：緊固件主要用做連接緊固及被

4、加工件緊固。（7）第七類：其它件主要起輔助作用。（8）第八類：合件不可拆卸，有定位合件、導(dǎo)向合件、分度合件、支承合件、夾緊合件等。 3、通用可調(diào)夾具與成組夾具 針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品多品種、小批量的發(fā)展方向，出現(xiàn)了專用夾具由專用性向通用性的發(fā)展，這就是通用可調(diào)夾具和成組夾具。(1)通用可調(diào)夾具與成組夾具的組成與工作原理組成：由通用部件和可調(diào)、換部件組成。設(shè)計(jì)時(shí)先設(shè)計(jì)好通用部件，再考慮設(shè)計(jì)可調(diào)、換部件。工作原理：通過(guò)對(duì)可調(diào)、換部件的調(diào)整或更換，可適應(yīng)不同零件的加工。調(diào)整的方法通常有：連續(xù)調(diào)節(jié)、分段調(diào)節(jié)、更換調(diào)節(jié)、綜合調(diào)節(jié)四種。(2)通用可調(diào)夾具與成組夾具的設(shè)計(jì)原理是針對(duì)一組工件的工藝、形狀、尺寸

5、、精度等相似性而專門設(shè)計(jì)的夾具。通用可調(diào)夾具在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的服務(wù)對(duì)象不明確，可無(wú)限調(diào)節(jié)，見(jiàn)圖8-2；成組夾具只是針對(duì)成組工藝上等分孔的通用可調(diào)鉆模的組內(nèi)零件有級(jí)調(diào)節(jié)，見(jiàn)圖8-3所示。成組夾具設(shè)計(jì)的方法與專用夾具相似，首先確定一個(gè)“合成零件”，該零件能代表組內(nèi)零件的主要特征，然后針對(duì)“合成零件”設(shè)計(jì)夾具，并根據(jù)組內(nèi)零件加工范圍，設(shè)計(jì)可調(diào)整件和可更換件。    圖8-2鉆圓盤類零件圓周上等分孔的通用可調(diào)鉆模1可移動(dòng)鉆模板2快換鉆套3齒條4齒輪5移動(dòng)操縱手柄6分度操縱手柄7升降操縱手柄    圖8-3套類零件鉆孔成組夾具1

6、調(diào)節(jié)手柄2定位支承3夾緊手輪4定位夾緊元件5鎖緊手柄 4、數(shù)控夾具 數(shù)控夾具是指在數(shù)控機(jī)床上使用的夾具。前面各章節(jié)介紹的通用夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、專用夾具等，在數(shù)控機(jī)床上都可以使用。但是數(shù)控機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)體現(xiàn)小型化、自動(dòng)化、系列化和柔性化的特點(diǎn)。（1）數(shù)控機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求1）優(yōu)先采用夾緊動(dòng)力裝置，使裝夾快速省力；2）可采用通用可調(diào)夾具、成組夾具等，體現(xiàn)夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的柔性化；3）以多功能、系列化夾具結(jié)構(gòu)代替單一功能夾具元件，使夾具可實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用；4）在夾具上設(shè)置編程零點(diǎn)，以滿足數(shù)控機(jī)床編程要求；5）夾具和夾具元件應(yīng)具有較高的精度和剛度；6）刀具在運(yùn)

7、動(dòng)時(shí)，應(yīng)防止刀具與夾具發(fā)生碰撞。（2）數(shù)控機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床按編制的程序完成工件的加工。加工中機(jī)床、刀具、夾具和工件之間應(yīng)有嚴(yán)格的相對(duì)坐標(biāo)位置。所以數(shù)控機(jī)床夾具在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)相對(duì)機(jī)床的坐標(biāo)原點(diǎn)具有嚴(yán)格的坐標(biāo)位置，以保證所裝夾的工件處于所規(guī)定的坐標(biāo)位置上。為此，數(shù)控機(jī)床夾具常采用網(wǎng)格狀的固定基礎(chǔ)板，如圖8-4所示。它長(zhǎng)期固定在數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)上，板上已加工出準(zhǔn)確的孔心距位置的一組定位孔和一組緊固螺孔(也有定位孔與螺孔同軸布置形式)，它們成網(wǎng)格分布。網(wǎng)格狀基礎(chǔ)板預(yù)先調(diào)整好相對(duì)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)位置。利用基礎(chǔ)板上的定位孔可裝各種夾具，如圖8-4(a)上的角鐵支架式夾具。角鐵支架上也有相應(yīng)的網(wǎng)格狀分

8、布的定位孔和緊固螺孔，以便安裝有關(guān)可換定位元件和其它各類元件和組件，以適應(yīng)相似零件的加工。當(dāng)加工對(duì)象變換品種時(shí)，只需更換相應(yīng)的角鐵式夾具便可迅速轉(zhuǎn)換為新零件的加工。不致使機(jī)床長(zhǎng)期等工。圖8-4（b）是立方固定基礎(chǔ)板。它安裝在數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的轉(zhuǎn)臺(tái)上，其四面都有網(wǎng)格分布的定位孔和緊固螺孔，上面可安裝各類夾具的底板。當(dāng)加工對(duì)象變換時(shí)，只需轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位，便可迅速轉(zhuǎn)換成加工新零件用的夾具，十分方便。                 

9、0;                   a)  b)圖8-4 數(shù)控機(jī)床夾具簡(jiǎn)圖從上面所述的夾具構(gòu)成原理可以看到，數(shù)控機(jī)床夾具實(shí)質(zhì)上是通用可調(diào)夾具和組合夾具的結(jié)合與發(fā)展。它的固定基礎(chǔ)板部分加可換部分的組合是通用可調(diào)夾具組成原理的應(yīng)用。而它的元件和組件高度標(biāo)準(zhǔn)化與組合化，又是組合夾具標(biāo)準(zhǔn)元件的演變與發(fā)展。5、柔性?shī)A具概念（補(bǔ)充）制造過(guò)程的工藝設(shè)備包括刀具、夾具、檢測(cè)設(shè)備及模具的選擇和設(shè)計(jì).

10、為了降低裝夾費(fèi)用和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，柔性裝夾是必不可少的.一般說(shuō)來(lái)，柔性?shī)A具是指工件的形狀和尺寸有一定變化后，夾具還能適應(yīng)這種變化并繼續(xù)使用的應(yīng)變能力。二、現(xiàn)代夾具發(fā)展夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展一。1、高精：隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5m，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組

11、合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5m以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5m；瑞士erowa柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)25m。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。  2、高效：為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用12秒

12、，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3r夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。  3、模塊：組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用cad技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。  4、通用：經(jīng)濟(jì)夾具的通用