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数控机床工(gōng)装(zhuāng)夹具的合理选择及(jí)应用数控机床工装夹具的合(hé)理选择及应用 机械加工按生产批量可分(fèn)为两大类:一类是单件、多品种、小批量(liàng)(简(jiǎn)称小批量(liàng)生产);另一类是少品种(zhǒng)、大(dà)批量(liàng)(简称大(dà)批量生产)。其中前(qián)者(zhě)大约(yuē)占到机械加工总产值的70~80%,是机械加工的(de)主体。 一、小批量生产(chǎn)可优先考虑的(de)数控(kòng)机床夹具: 【组合夹具】 组合夹具又称(chēng)为“积(jī)木式夹具”,它由一系列经过(guò)标(biāo)准化设计、功能各异(yì)、规格尺寸不(bú)同的机床夹具元件组(zǔ)成(chéng),客户(hù)可以根(gēn)据加工要求(qiú),象“搭积(jī)木”一样,快速拼装出各种类型的机床(chuáng)夹具。由于组合夹(jiá)具(jù)省去了设(shè)计和(hé)制(zhì)造专用夹(jiá)具时间,极大地缩短了生产准备时间,因而有效地缩短(duǎn)了小批量生产周(zhōu)期(qī),即提高了生产效率。另外,组合夹具(jù)还具有定位(wèi)精度(dù)高、装夹柔(róu)性大、循环重(chóng)复(fù)使用、制造节能节材(cái)、使用成本(běn)低廉等优点。故小批量加工,特别是(shì)产品形状较为复杂时可优先考虑使用组(zǔ)合(hé)夹具。 【精(jīng)密(mì)组(zǔ)合(hé)平口钳】 精密(mì)组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件(jiàn)”,与其它(tā)组合(hé)夹(jiá)具元件(jiàn)相比其通(tōng)用性更强、标准化程度更高、使用更简便(biàn)、装夹更可靠(kào),因(yīn)此(cǐ)在 范围内得到了广(guǎng)泛(fàn)的应(yīng)用。 精密组合平口(kǒu)钳具有快(kuài)速(sù)安(ān)装(拆卸(xiè))、快速装夹等(děng)优点,因此可(kě)以缩短(duǎn)生产(chǎn)准备(bèi)时(shí)间,提高小批量生产效(xiào)率。 目前 上常用的(de)精(jīng)密组合平口钳的装夹(jiá)范(fàn)围一(yī)般在1000mm以(yǐ)内,夹紧力一般在5000Kgf以(yǐ)内(nèi)。 需要注意的是,这里所说的精密(mì)组(zǔ)合平口钳并(bìng)不是老式机加虎钳,老式机加虎钳功能(néng)单一、制造精度低(dī)、无法(fǎ)成组(zǔ)使(shǐ)用、使用寿命短(duǎn),不适(shì)宜在数控机床、加工中心上(shàng)使用。这里所说的(de)精密组(zǔ)合(hé)平口钳是起源于(yú)欧美(měi)等工业发(fā)达国家,专门针对数(shù)控机(jī)床、加工中(zhōng)心特点所设计的一系列新型平口钳,此类(lèi)产品具有装(zhuāng)夹柔(róu)性大、定位精度高(gāo)、夹紧快速、可成组使(shǐ)用等特点,特别适合数控机(jī)床、加(jiā)工中心使用。 【电永(yǒng)磁夹具】 电(diàn)永磁(cí)夹具是(shì)以(yǐ)钕铁硼(péng)等新(xīn)型永(yǒng)磁材(cái)料为磁力源,运(yùn)用现代磁路原理(lǐ)而(ér)设计出来的一种(zhǒng)新型夹具。大(dà)量的机加工(gōng)实践表明,电永磁夹具可以(yǐ)大幅(fú)提高(gāo)数控(kòng)机床、加(jiā)工中心的综合加(jiā)工效能(néng)。电永磁夹(jiá)具(jù)的(de)夹紧与松开过程只需1秒左右,因此大幅缩短(duǎn)了装夹时间;常规机床夹(jiá)具的定位元件和夹紧元件占用空间较大,而电永磁夹(jiá)具没有这些(xiē)占用空间的元件(jiàn),因此与常规机床夹具相比,电永磁夹(jiá)具的装夹范(fàn)围(wéi)更大(dà),这有利于充分利用数控机床的工作台和(hé)加工行程,有利于(yú)提(tí)高数控机床的(de)综合加工效能。电永磁夹(jiá)具的吸力一般(bān)在(zài)15~18Kgf/c㎡,因此(cǐ)一定(dìng)要 吸力(夹紧力)足够抵抗切削力,一般情况下,吸附面积不应小于30 c㎡,即夹紧力不小于450Kgf。 二、大批量加(jiā)工宜选用的数控机床夹具 大批量加工周期(qī)=加工/等待时间(jiān)+工件加工时间+生产准备时间。“加工/等待时间”主(zhǔ)要包括工件装(zhuāng)夹和更(gèng)换(huàn)刀(dāo)具(jù)的时间。 传统的手动机床夹具“工件装夹时间(jiān)”可达到大批量加工周期的10~30%,这样“工件装(zhuāng)夹”就成为了影响生产效率的关键性因素,也是机床夹具“挖(wā)潜(qián)”的重点对(duì)象。故此大(dà)批量加工宜采用快速定位、快速夹紧(松开)的专用夹具,可优先考虑(lǜ)以(yǐ)下(xià)三类机床夹具。 【液压(yā)/气动夹具】 液压/气(qì)动夹具(jù)是以油压或气压(yā)作(zuò)为动力源,通过(guò)液(yè)压元件或气(qì)动元件来(lái)实现对工件的定位、支(zhī)承与(yǔ)压(yā)紧的专用夹具。液压(yā)/气(qì)动夹具可以(yǐ)准(zhǔn)确(què)快(kuài)速地确定工(gōng)件与机床(chuáng)、刀(dāo)具之间的相互位置,工件(jiàn)的位置精度由夹具 ,加(jiā)工精度高(gāo);定位及夹紧(jǐn)过程迅速(sù),极(jí)大的节省了夹紧和释放工件的时间;同时具(jù)有结(jié)构紧凑、可多工位装夹(jiá)、可进行(háng)高速重(chóng)切削,可实(shí)现自动化控制等优(yōu)点。液压/气动夹具的上述优点,使之特别适宜在数控机(jī)床、加工中心、柔性(xìng)生产线使用,特(tè)别适合大批(pī)量加工。 【电永磁夹具】 电永磁夹具(jù)所(suǒ)具有(yǒu)的快速夹(jiá)紧、易实现多工位装夹、一次装夹(jiá)可多面(miàn)加工、装夹平稳可(kě)靠(kào)、节(jiē)能环保(bǎo)、可实现自动化控(kòng)制等优点。与(yǔ)常(cháng)规机(jī)床夹具相比,电(diàn)永磁夹具可以大幅缩(suō)短装夹时间,减(jiǎn)少装夹次数(shù),提(tí)高装夹(jiá)效率,因此(cǐ)不仅(jǐn)适用于小(xiǎo)批量生产,亦适用于(yú)大批量生产。 【光面夹具基座】 光面夹具基座在国内应用还不是很多(duō),但在欧美等工业发(fā)达国家应(yīng)用很广泛。它实际(jì)上就是经过(guò)精加工的(de)夹具(jù)基体精毛坯,元件(jiàn)与(yǔ)机床定位连接部分和(hé)零件在夹具上的定位面已经(jīng)精加工完毕。用户(hù)可以根据自己的(de)实际需(xū)要,自行加工(gōng)制作专(zhuān)用夹具。 光面夹具基(jī)座(zuò)可以有效缩短制造专(zhuān)用夹具(jù)的(de)周期,减(jiǎn)少(shǎo)生产准备时(shí)间,因而(ér)可以从总体上缩(suō)短大批量生产的周期(qī),提高(gāo)生产效率;同时可以降低专用夹具的制造成(chéng)本。因此光面夹具基座特别适合周(zhōu)期较紧的大批量(liàng)生产(chǎn)。 三、数(shù)控机床夹(jiá)具的使用 合理(lǐ)使用夹(jiá)具,挖掘设备潜能经验表(biǎo)明,为了提高数控机床加(jiā)工(gōng)效能,仅仅“选对”数控机床夹(jiá)具还是不够的,还(hái)必(bì)须在“用好(hǎo)”数控机床夹具上下功夫。 下(xià)面介绍三种常用的方(fāng)法: 【多工位法(fǎ)】 多(duō)工(gōng)位法的基本原理:通过一次(cì)装夹(jiá)多个工件,达到(dào)缩短单位装夹时(shí)间,延长刀具有效切削时间(jiān)的目的。 多工位夹具(jù)即拥有多个定位夹紧位置的夹具。随着数(shù)控机床的(de)发(fā)展和用户提高生产效率的需要,现在多工位夹具(jù)的应用越来越多。在液压/气动夹具、组合(hé)夹具、电永磁夹具和精密组合平(píng)口(kǒu)钳的结(jié)构设计中多(duō)工位设计(jì)越来越普遍(biàn)。 【成组使用法】 将相同的几个夹具放在(zài)同一工作台使用,同(tóng)样可以实(shí)现“多工位”装(zhuāng)夹的目的。 这种方法所涉及的夹具一般应经过(guò)“标准化设计、高精度制(zhì)造”,否则难以达到数控机床工序加(jiā)工的要求(qiú)。 成(chéng)组使用法可以充分利用数控机床行程,利于(yú)机床传动部件的(de)均衡磨损;同时相关夹具可独立(lì)使用(yòng),实现多件(jiàn)装夹,又可联(lián)合使用(yòng),实(shí)现大规格工件装夹。 【局部(bù)快换法】 局部(bù)快(kuài)换法是通过对数控机床夹具的局部(定位元件、夹紧元件、对(duì)刀元件和引(yǐn)导元件)进(jìn)行快速更(gèng)换,达到(dào)迅(xùn)速(sù)改变夹具(jù)功(gōng)能或使用方(fāng)式的(de)目的。 例(lì)如:快(kuài)换组合平(píng)口钳,可以通过快速更换钳口实现装夹功能的改(gǎi)变(biàn),比如由装夹方料转变成装夹棒料;也(yě)可以通(tōng)过快(kuài)速更(gèng)换夹紧元件(jiàn)实现夹紧方式(shì)的改(gǎi)变,比如由手动夹(jiá)紧转变成液压夹紧(jǐn)。局部快换法大幅缩短了更(gèng)换及调整(zhěng)夹具的时间,在小批量生产中优势较为明显。 |