数控机床市场网-专业的数控机床网站

      在零件加工過程中，為了提高零件加工效率，確保零件加工品質(zhì)，需要保證工件處于正確的位置，并且在加工過程中不會(huì)因?yàn)橥饬σ莆唬@就需要在零件加工前，設(shè)計(jì)合理的定位支承元件、夾緊裝置等裝置或元件，來將工件夾裝固定好。機(jī)床夾具一般由定位裝置上、夾緊裝置、刀具導(dǎo)向裝置、連續(xù)接元件、夾具體以及其它一些元件和裝置組成。對(duì)于普通的軸類、盤類、套筒類零件來說，通用夾具就能夠滿足加工定位要求，但復(fù)雜或不規(guī)則的零件，則需要設(shè)計(jì)專用的夾具才能保證零件加工品質(zhì)。可以說，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)品質(zhì)直接影響著零件加工品質(zhì)和加工效率，是零件加工生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。下面，本文就如何通過機(jī)床夾具設(shè)計(jì)提高零件加工品質(zhì)進(jìn)行淺要的探討。

1 工件定位及定位元件

1.1 機(jī)床夾具分類及裝夾方法

      機(jī)床夾具種類極為繁多，根據(jù)使用范圍有：通用夾具、專用夾具、拼裝夾具等；根據(jù)機(jī)床平臺(tái)又可分為銑床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、鏜床夾具等；根據(jù)夾緊動(dòng)力又可分為手動(dòng)夾具、液壓夾具、電磁夾具等。目前所采用的裝夾方法有兩種，一種是將需加工的零件直接裝夾在機(jī)床上，另一種是先將需加工的零件裝夾在夾具上。直接將工件裝夾在機(jī)床上生產(chǎn)效率較低，一般僅用于單件和小批量零件的加工，將工件先裝在夾具上能很好的保證加工精度和穩(wěn)定品質(zhì)，并擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，能極好的提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，通常用在大批量零件加工中。

1.2 工件夾具定位技巧

      在工件夾具定位中，通常采用六點(diǎn)定位原則，合理的分布六個(gè)支承點(diǎn)來限制工件的六個(gè)自由度，從而使工件的位置被完全確定。在定位時(shí)，支承點(diǎn)的選擇主要集中在影響加工要求的自由度上，不過具體應(yīng)用時(shí)不一定六個(gè)自由度完全限制，只要能保證加工要求即可。如在加工通孔通槽零件時(shí)貫通軸位置的自由度可以不用限制，軸對(duì)稱毛坯也可以不用限制對(duì)稱軸角度自由度。在定位過程中，有可能出現(xiàn)重復(fù)定位現(xiàn)象，當(dāng)重復(fù)定位駐地工件加工生產(chǎn)存在有害影響，會(huì)造成工件定位不穩(wěn)定時(shí)，這種重復(fù)定位是不允許的，不過如果重復(fù)定位能滿足加工要求，并增強(qiáng)夾裝剛度，此時(shí)重復(fù)定位則被允許，這種重復(fù)定位方式在零件加工生產(chǎn)中也經(jīng)常被采用，以提高夾裝剛度和穩(wěn)定性。

1.3 夾具定位基準(zhǔn)和誤差分析

      在選擇夾具定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量使定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，并保證工件的穩(wěn)定性，最大可能降低工件加工過程中出現(xiàn)的變形現(xiàn)象。因此，在選擇定位元件時(shí)，要確保定位元件擁護(hù)有足夠的精度、剛度和強(qiáng)度。通常情況下，定位誤差產(chǎn)生的原因一方面是由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)產(chǎn)生誤差，另一方面是由于定位基準(zhǔn)與限制位基準(zhǔn)產(chǎn)生誤差。定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)產(chǎn)生誤差為不重合誤差，定位基準(zhǔn)與限制位基準(zhǔn)產(chǎn)生誤差為位移誤差。在具體定位誤差分析中，必須找準(zhǔn)誤差類型和產(chǎn)生的原因。

2 工件夾緊元件和夾緊力

2.1 工件夾緊元件

      工件夾緊元件種類極其繁多，不過總的說來，工件夾緊元件都由兩個(gè)部分組成，包括夾緊動(dòng)力裝置和夾緊傳力裝置。夾緊動(dòng)力裝置能夠產(chǎn)生原始的夾緊作用力，有手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種，手動(dòng)夾緊由人力來產(chǎn)生原始夾緊作用力，機(jī)動(dòng)夾緊則由機(jī)械來產(chǎn)生原始夾緊作用力，一般有液壓、氣動(dòng)、電磁、電動(dòng)等。夾緊傳力裝置用于傳遞夾緊動(dòng)力裝置所產(chǎn)生的夾緊力，是一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括兩類構(gòu)件，一類構(gòu)件接受夾緊動(dòng)力裝置的產(chǎn)生的原始夾緊作用力，另一類構(gòu)件將所接受到的原始夾緊作用力傳遞出去。在設(shè)計(jì)夾緊元件時(shí)，必須考慮好工件精度、生產(chǎn)率、勞動(dòng)強(qiáng)度等，夾緊元件在夾緊過程中不能破壞工件定位，所產(chǎn)生的夾緊力不能過大以免產(chǎn)生變形，也不能過小而夾緊失穩(wěn)，必須保證工件在整個(gè)加工的過程中的穩(wěn)定性。一般來說，生產(chǎn)批量越大的零件，其夾緊裝置應(yīng)當(dāng)越為復(fù)雜，但要注意在保證良好的結(jié)構(gòu)工藝性能下要力求簡單，方便制造、維修、安裝、操作。

2.2 夾緊元件夾緊力的確定

      確定夾緊元件的夾緊力，包括三個(gè)方面，分別是夾緊力的方向、夾緊力的作用點(diǎn)以及夾緊力的大小。夾緊力的方向要朝向主要的定位基面，并盡可能與機(jī)床切削力和工件重力保持一致，其作用點(diǎn)要保持在定位元件支承范圍以內(nèi)，并作用在工件強(qiáng)度好的位置以免造成工件變形影響加工精度。夾緊力的大小一般根據(jù)工件加工過程中所受到的切削力、離心力、慣性力、重力等來確定，但實(shí)際上其大小還同系統(tǒng)剛性、傳遞效率等相關(guān)，且會(huì)隨著加工過程發(fā)生變化，因此并無法得出精確的數(shù)值，一般只能精略的估算，估算的方法是以對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)為基數(shù)，同時(shí)兼顧力系影響來確定。

3 結(jié)束語

      機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是零件加工生產(chǎn)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，夾具設(shè)計(jì)品質(zhì)直接影響著零件加工的精度、穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，直接影響著零件加工品質(zhì)，因此必須注意夾具設(shè)計(jì)工作。本文僅只從機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)的定位元件與定位誤差、夾緊元件與夾緊力兩個(gè)方面，分析了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的兩大問題，在實(shí)際應(yīng)用中，還需要注意其它很多問題，包括如工件強(qiáng)度、夾具對(duì)定、強(qiáng)度校核、動(dòng)靜平衡等，同時(shí)零件的功用、材料、性能等對(duì)夾具設(shè)計(jì)的要求也有所不同，在實(shí)際應(yīng)用中需要詳細(xì)分析，以確保工件加工中的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)還需注意不能給工件帶來變形影響，從而提高零件加工品質(zhì)。