关于机床夹具的发展前景的探讨
摘 要:焊装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧,便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具,对提高产品质量,减轻工人的劳动强度,加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。
关键词:夹具设备发展趋势成组技术
中图分类号:TG754文献标识码:Ａ文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0069-01
引言
夹具,就是在机械的加工和制造的过程之中,用来定位和固定加工器件的一种机械设备,夹具在整个加工过程中占有极其重要的地位,他不但可以准确地固定加工器具,还能对器件的施工和检测带来诸多的方便。机床夹具是一种具有较高柔性的先进工艺装备,主要适用于数控机床、加工中心以及柔性加工单元和柔性制造系统,不仅保持了组合夹具的传统优势,而且更符合现代加工理念。它是由一套预先制造好的各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件组装而成。这些元件具有很好的互换性和较高的精度及耐磨性,可以根据机床工作台的尺寸和不同零件的加工要求,选用所需要的元件组装成数控机床、加工中心等使用的各种夹具,组装简单灵活。这种夹具可以保证在规定的坐标位置上准确定位,并且具有较高的刚度和精度,能够保证在粗加工时使用大切削量,在精加工时更好地保证工件定位面和加工表面之间的位置精度。这种夹具还能保证工件在一次定位装夹中加工多个表面,甚至是加工全部表面,也可以一套夹具同时装夹多个工件进行加工,减少机床的停机时间,以充分发挥数控机床、加工中心等的高效性能。
1 机床夹具在机床加中的作用
数控机床高精度柔性夹具通过组装-分解-再组装,周而复始循环使用。与专用夹具相比较,具有明显的技术经济效果;可以节约夹具制造工时90%;缩短生产准备周期85%;节约金属材料95%;降低成本80%。使用这种夹具在短时间内可收回全部投资。组合夹具的适用范围可从以下不同角度来谈:从产品的批量来看,组合夹具最适于新产品研制、试制、单件和小批量生产。因此,对于产品变化频繁、该型周期短、产品类型多的企业选用组合夹具最为适宜,能收到最显著的经济效果。
从加工工序来看,组合夹具应用极为广泛,它可以方便的组成各类机床使用的夹具,如钻、铣、车、镗、磨等夹具,也可以组装出装配、检验与焊接夹具。从加工工件的几何形状和尺寸看,组合夹具一般不受工件形状的限制。组合夹具元件有大、中、小和微型四个系列,各系列间备有过渡元件,可供组装选用。组合夹具适用于各机械制造部门,其广泛性在机械加工中已无所不在,在机床工具、纺织、石油、化工、矿山、冶金、农业、医疗、食品、造纸等机械及汽车、铁路机车、船舶等制造行业中特别是在军工航空产品加工中应用组合夹具均取得明显的技术经济效果。
2 机床夹具的分类
光面系列:光面元件是经过精加工的夹具基体精毛坯,光面夹具元件与机床工作台的定位,连接部分和零件在夹具上定位连接面,全部是预先精加工的。根据被加工零件的定位和夹紧需要,利用机床在光面夹具元件上加工定位孔和螺纹孔,可组装所需的专用夹具。气动夹具:气动夹具是用液压、气动元件代替机械零件实现对被加工工件的定位、支撑与夹紧的专用夹具。主要适用于高效率、大批量、高精度的生产加工。液压夹具主要用于大批量高精度产品的加工,液压夹具主要特点是定位精度高,夹紧稳定可靠,夹紧释放工件时间短可缩短加工辅助时间,减少人为因素,提高机床效率。电加工夹具:本夹具主要适用于电火花、线切割等机床。夹具元件均选用优质不锈钢材料制造,采用整体淬火工艺。各零件间组装方便,定位、夹紧可靠,适用范围广,具有经久耐磨和超强的耐腐蚀性等特点。
3 夹具未来发展的方向
拉伸试验机的夹具,是各实验室很关注的一个配件,现在在国内大多数用的是楔型夹具,这种夹具是一种被动式的夹具,它的夹紧效果与试验力、夹块的状态有关,当试验力越大,它夹紧的力也就越大,但试验力忽然消失时(即试样断裂),夹紧力也就忽然消失,就会出现夹具忽然松开的现象,此时因原来力的惯性作用,就会夹具就会有冲击,出现较严重的振动和声响。楔型夹具里又分成了手动夹持和液压夹持两种,其液压也只是从下将楔型夹具向上推到夹紧试样为止,此后夹具的夹紧仍要与试验力有关,它只是将原手动夹持的那个力变成了液压,使试验员相对轻松一点。现在国内也通过引进、消化,并研制成功了新一代的夹具,即平推液压夹具。这是一种主动式的夹具,其夹持力与试验力无关,它有单独的一套液压系统,并且该夹持力是直接作用在试样上,并且该力很大,有可能与试验机的最大力相当甚至超过它,此时,在整个试验过程中,不管试验力多大,夹持力一直将试样牢牢夹住,当试样断裂时,该力也不会消失,所以断裂时就不会有明显的振动和声响产生。从我们使用的情况来看,这种夹具基本不产生试样的滑移,并且在整个试验过程中相当平稳。
高效化夹具在实际工作中可用于减少整个工件的加工周期和辅助时间,从而进一步地提高了企业的生产率,也减轻所有工人的整体劳动强度。高效化夹具最常见的有高速化夹具、自动化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。在铣床上所使用的电动虎钳装夹的工件,其效率要比传统夹具提高五倍以上:在车床上所使用的高速三爪自定心卡盘,能确保卡爪在整个试验的转速高达9000r／min,所以大大提升了整个切削速度。现在,除了在一些企业的自动线配置相应的高效、生产流水线、自动化夹具之外,在数控机床上,特别是在加工中心上出现了很多自动更换夹具与自动装夹工件的夹具的装置,极大地发挥了机床加工的效率。
机床的柔性化和机床夹具的柔性化很相近,机床夹具主要是通过组合、调整等方式,以适应当前工艺的可变因素。工艺的可变因素通常表现在,生产批量、工序特征、工件的尺寸和形状等,具有柔性化特征的新型夹具有通用可调夹具、组合夹具、模块化夹具、成组夹具、数控夹具等为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发展的主要方向。
参考文献
[1]王凤鲜,浅谈组合夹具的重要作用[J],科技情报开发与经济,2008(13).
[2] 张亚明,机床夹具的分类与构成[J],科技资讯,2008(4).
[3]卢克超,周利平,计算机辅助专用夹具CAD系统开发和研究[J],数控机床市场,2006(7).