關于機床夾具的發展前景的探討

摘 要:焊裝夾具就是將焊件準確定位和可靠夾緊，便于焊件進行裝配和焊接、保證焊件結構精度方面要求的工藝裝備。在現代焊接生產中積極推廣和使用與產品結構相適應的工裝夾具，對提高產品質量，減輕工人的勞動強度，加速焊接生產實現機械化、自動化進程等方面起著非常重要的作用。

關鍵詞:夾具設備發展趨勢成組技術

中圖分類號:TG754文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0069-01

引言

夾具，就是在機械的加工和制造的過程之中，用來定位和固定加工器件的一種機械設備，夾具在整個加工過程中占有極其重要的地位，他不但可以準確地固定加工器具，還能對器件的施工和檢測帶來諸多的方便。機床夾具是一種具有較高柔性的先進工藝裝備，主要適用于數控機床、加工中心以及柔性加工單元和柔性制造系統，不僅保持了組合夾具的傳統優勢，而且更符合現代加工理念。它是由一套預先制造好的各種不同形狀、不同規格尺寸的標準元件組裝而成。這些元件具有很好的互換性和較高的精度及耐磨性，可以根據機床工作臺的尺寸和不同零件的加工要求，選用所需要的元件組裝成數控機床、加工中心等使用的各種夾具，組裝簡單靈活。這種夾具可以保證在規定的坐標位置上準確定位，并且具有較高的剛度和精度，能夠保證在粗加工時使用大切削量，在精加工時更好地保證工件定位面和加工表面之間的位置精度。這種夾具還能保證工件在一次定位裝夾中加工多個表面，甚至是加工全部表面，也可以一套夾具同時裝夾多個工件進行加工，減少機床的停機時間，以充分發揮數控機床、加工中心等的高效性能。

1 機床夾具在機床加中的作用

數控機床高精度柔性夾具通過組裝-分解-再組裝，周而復始循環使用。與專用夾具相比較，具有明顯的技術經濟效果;可以節約夾具制造工時90%;縮短生產準備周期85%;節約金屬材料95%;降低成本80%。使用這種夾具在短時間內可收回全部投資。組合夾具的適用范圍可從以下不同角度來談:從產品的批量來看，組合夾具最適于新產品研制、試制、單件和小批量生產。因此，對于產品變化頻繁、該型周期短、產品類型多的企業選用組合夾具最為適宜，能收到最顯著的經濟效果。

從加工工序來看，組合夾具應用極為廣泛，它可以方便的組成各類機床使用的夾具，如鉆、銑、車、鏜、磨等夾具，也可以組裝出裝配、檢驗與焊接夾具。從加工工件的幾何形狀和尺寸看，組合夾具一般不受工件形狀的限制。組合夾具元件有大、中、小和微型四個系列，各系列間備有過渡元件，可供組裝選用。組合夾具適用于各機械制造部門，其廣泛性在機械加工中已無所不在，在機床工具、紡織、石油、化工、礦山、冶金、農業、醫療、食品、造紙等機械及汽車、鐵路機車、船舶等制造行業中特別是在軍工航空產品加工中應用組合夾具均取得明顯的技術經濟效果。

2 機床夾具的分類

光面系列:光面元件是經過精加工的夾具基體精毛坯，光面夾具元件與機床工作臺的定位，連接部分和零件在夾具上定位連接面，全部是預先精加工的。根據被加工零件的定位和夾緊需要，利用機床在光面夾具元件上加工定位孔和螺紋孔，可組裝所需的專用夾具。氣動夾具:氣動夾具是用液壓、氣動元件代替機械零件實現對被加工工件的定位、支撐與夾緊的專用夾具。主要適用于高效率、大批量、高精度的生產加工。液壓夾具主要用于大批量高精度產品的加工，液壓夾具主要特點是定位精度高，夾緊穩定可靠，夾緊釋放工件時間短可縮短加工輔助時間，減少人為因素，提高機床效率。電加工夾具:本夾具主要適用于電火花、線切割等機床。夾具元件均選用優質不銹鋼材料制造，采用整體淬火工藝。各零件間組裝方便，定位、夾緊可靠，適用范圍廣，具有經久耐磨和超強的耐腐蝕性等特點。

3 夾具未來發展的方向

拉伸試驗機的夾具，是各實驗室很關注的一個配件，現在在國內大多數用的是楔型夾具，這種夾具是一種被動式的夾具，它的夾緊效果與試驗力、夾塊的狀態有關，當試驗力越大，它夾緊的力也就越大，但試驗力忽然消失時(即試樣斷裂)，夾緊力也就忽然消失，就會出現夾具忽然松開的現象，此時因原來力的慣性作用，就會夾具就會有沖擊，出現較嚴重的振動和聲響。楔型夾具里又分成了手動夾持和液壓夾持兩種，其液壓也只是從下將楔型夾具向上推到夾緊試樣為止，此后夾具的夾緊仍要與試驗力有關，它只是將原手動夾持的那個力變成了液壓，使試驗員相對輕松一點。現在國內也通過引進、消化，并研制成功了新一代的夾具，即平推液壓夾具。這是一種主動式的夾具，其夾持力與試驗力無關，它有單獨的一套液壓系統，并且該夾持力是直接作用在試樣上，并且該力很大，有可能與試驗機的最大力相當甚至超過它，此時，在整個試驗過程中，不管試驗力多大，夾持力一直將試樣牢牢夾住，當試樣斷裂時，該力也不會消失，所以斷裂時就不會有明顯的振動和聲響產生。從我們使用的情況來看，這種夾具基本不產生試樣的滑移，并且在整個試驗過程中相當平穩。

高效化夾具在實際工作中可用于減少整個工件的加工周期和輔助時間，從而進一步地提高了企業的生產率，也減輕所有工人的整體勞動強度。高效化夾具最常見的有高速化夾具、自動化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。在銑床上所使用的電動虎鉗裝夾的工件，其效率要比傳統夾具提高五倍以上:在車床上所使用的高速三爪自定心卡盤，能確保卡爪在整個試驗的轉速高達9000r／min，所以大大提升了整個切削速度。現在，除了在一些企業的自動線配置相應的高效、生產流水線、自動化夾具之外，在數控機床上，特別是在加工中心上出現了很多自動更換夾具與自動裝夾工件的夾具的裝置，極大地發揮了機床加工的效率。

機床的柔性化和機床夾具的柔性化很相近，機床夾具主要是通過組合、調整等方式，以適應當前工藝的可變因素。工藝的可變因素通常表現在，生產批量、工序特征、工件的尺寸和形狀等，具有柔性化特征的新型夾具有通用可調夾具、組合夾具、模塊化夾具、成組夾具、數控夾具等為適應現代機械工業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。

參考文獻

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