淺論機床夾具的類型和加工特點

張偉

（中國一重核電石化事業部，遼寧 大連 116100）

應用機床夾具，可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

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。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。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。

1.1 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。

1.1.1 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。

1.1.2 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。可調夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發展起來的一類新型夾具。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。

1.1.3 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。

1.1.4 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。組合夾具是一種模塊化的夾具。標準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，是種較經濟的夾具。

1.1.5 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。此類夾具更適合在數控機床上使用。

1.2 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。

1.3 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、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：

2.1 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。

2.2 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(適當減小)，以減小夾緊變形對加工精度的影響。

2.3 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、電動等自動夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時間。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。

2.4 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。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。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。

[1]機械制造工藝與機床夾具[M].北京：機械工業出版社，2006.

[2]數控機床現代加工工藝[M].北京：華中科技大學出版社.2009.