数控机床夹具的类型和特点

　　机床夹具的应用有利于保证工件的加工精度，稳定产品质量;有利于提高劳动生产率，降低成本;有利于改善工人的劳动条件，确保安全生产;有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”。

　　机床夹具的类型

　　夹具是一种夹具工件的工艺设备，广泛应用于切削、热处理、装配、焊接和检测机械制造过程中。

　　金属切割机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具是现代生产中不可缺少的工艺设备，直接影响工件加工的精度、劳动生产率和产品制造成本。

　　机床夹具的种类很多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。有以下几种常用的分类方法。

　　(1)根据夹具的使用特点进行分类

　　根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为五类:通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和组装夹具。

　　①通用夹具在一定范围内已经标准化，可以加工不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构和尺寸已经标准化，具有一定的通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶部、中心架、磁力工作台等。这种夹具适应性强，可用于夹具在一定形状和尺寸范围内的各种工件。这些夹具已经作为机床附件供应，只需要购买即可。它的缺点是夹具精度低，生产率低，难以包装形状复杂的工件，所以一般适合小批量生产。

　　②专用夹具是专门为某一工件的某一工序设计制造的夹具，称为专用夹具。在产品相对稳定、批量大的生产中，使用各种专用夹具可以获得更高的生产率和加工精度。专用夹具设计周期长，投资大。

　　专用夹具一般用于大规模生产。除了大规模生产，一些专用夹具也需要在中小规模生产中使用，但具体的技术和经济分析应在结构设计中进行。

　　③可调夹具的一些部件可以调整或更换，以适应各种工件加工的夹具，称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一种新型夹具。对于不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原夹具上的个别定位元件和夹紧元件即可使用。一般可分为通用可调夹具和成组夹具。前者的通用范围比通用夹具大;后者是一种特殊的可调夹具，可以根据成组原理设计加工类似的工件，因此在多品种、中小批量生产中有很好的经济效果。

　　④组合夹具由标准的组合部件和部件组成，专门为某个工件的某个过程组装的夹具称为组合夹具。组合夹具是一种模块化夹具。标准模块组件精度高，耐磨，可组装成各种夹具。夹具可以拆卸，清洗后需要组装新夹具。组合夹具是一种经济夹具，因为它可以缩短生产准备周期，并且组件可以重复使用，并且具有减少特殊夹具数量的优点。因此，组合夹具是单件、中小批量多品种生产和数控加工的经济夹具。

　　⑤组装夹具是由专门的标准化和系列组装部件组装而成的夹具，称为组装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具具有更高的精度、更高的效率和更紧凑的结构。它的基板和夹紧部件通常有一个小液压缸。这种夹具更适合数控机床。

　　根据使用机床进行分类

　　根据使用机床的不同，夹具可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随机夹具等机床夹具。

　　根据夹紧的动力源进行分类

　　夹具按夹紧动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具和真空夹具等。

　　CNC加工夹具的特点

　　作为机床夹具，首先要满足工件在加工过程中的夹具要求。与此同时，数控夹具也有其自身的特点。这些特点如下:

　　(1) CNC加工适用于多品种、中小批量生产，为了能够夹住不同尺寸、不同形状的多品种工件，CNC加工的夹具应该是柔性的，经过适当的调整，可以夹住各种形状和尺寸的工件。

　　(2) 传统的专用夹具具有定位、夹紧、导向和对刀四个功能，而数控机床通常配备接触测试头、刀具预调器和对刀部件，可以通过机床解决对刀问题。数控机床上程序控制的准确定位精度可以实现夹具中的刀具导向功能。因此，数控加工中的夹具一般不需要导向和对刀功能，只需要定位和夹紧功能就可以满足使用要求，可以简化夹具的结构。

　　(3) 为了适应数控加工的高效率，数控加工夹具应使用气动、液压、电动等自动夹紧装置快速夹紧，以缩短辅助时间。

　　(4) 夹具本身应该有足够的刚度来适应大切削量的切削。数控加工具具有工序集中的特点。在工件的一次夹具中，不仅要进行切削力大的粗加工，还要进行符合工件精度要求的精加工。因此，夹具的刚度和夹紧力应满足大切削力的要求。

　　(5) 为了适应数控的多方面加工，为了避免夹具结构包括夹具上的部件对刀具轨迹的干扰，夹具结构不应阻碍刀具对工件各部件的多方面加工。

　　(6) 夹具的定位要可靠，定位部件要有较高的定位精度，定位部位要方便去屑，不要留下切屑。如果工件的定位面太小，可以考虑增加工艺凸台或辅助基准。

　　(7) 对于刚度小的工件，应保证夹紧变形小，如使夹紧点靠近支撑点，避免将夹紧力作用在工件的空心区域。当粗加工和精加工在一个过程中完成时，如果上述措施不能将工件变形控制在加工精度要求的范围内，则应在精加工前暂停程序，使操作人员在粗加工后精加工前更换夹紧力(适当减小)，以减少夹紧变形对加工精度的影响。