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数控机床夹具的现状及发展的方向

2015年10月20日 10:31中国机床商务网点击:5025

  【中国机床商务网 市场分析】随着工业化进程的不断深入,我国当前在数控机床中常用的夹具有组合夹具、成组夹具、自动化夹具、数控机床夹具等,每种夹具都有各自的特点。随着现代制造业对加工精度、加工速度等的要求越来越高,使得数控机床夹具也面临更新换代的要求,因此设计先进的数控机床夹具以使之可以适应现代加工的需要,成为当前机械加工行业关注的重点。
  
  1、数控机床夹具的现状
  
  随着我国加工业的发展,机床夹具也在不断改进,然而在通用性以及精度方面还有待改进,这在一定程度上阻碍了数控机床加工的发展,为提高夹具的通用性,很多企业正在不断和优化,目前常用的机床夹具有以下几种:
  
  1.1组合夹具
  
  为了提高专用夹具的使用效果、降低其报废率,将这些不同形状、不同规格的标准专用夹具组合成为一体,使其可以在多种不同的机床上使用,以加工不同的器件,从而提高了夹具的通用性,同时保证教加工的精度。由于组合夹具是将多个夹具组合在一起,故体积和重量较大,在安装使用过程中会造成一定的不便,并且一次性投资高,从而限制了其应用推广。
  
  1.2成组夹具
  
  成组夹具也是对专用夹具改造而成,主要由固定部分和可更换部分组合而成,其中可更换部分可根据加工对象的不同而更换相应的夹具单元使之成为一个新的夹具,从而提高夹具的通用性,成组夹具尤其适用于一台机床加工不同规格零部件的场合,在加工完一种零部件后,可通过快速更换夹具单元的方式来继续加工另一种规格零件,因此具有高精度、高通用性的优点,并且比组合夹具的成本更低,但其自动化程度不够,无法满足数控机床加工的要求。
  
  1.3自动化夹具
  
  为适应自动化机械加工,其相应的夹具也正加快自动化进程,在自动化的流水线加工过程中,自动化夹具可根据加工的需要实现自动更换,整个过程不需人工介入,因此更换的速度较快,在对自动化夹具使用的过程中,要注意设计好夹具输送、更换的工艺,使预更换的夹具能够准确输送到预定部位,并用气动、电动或者液压等作为动力实现快速更换,另外,由于自动化的高速切削会带来大量的切屑,因此必须同时在夹具上设计自动清屑装置,避免影响切削工作,同时要做好夹具以及夹具与机床接触部位的润滑工作,防止在加工过程中磨损过大,而由于流水线式的加工过程一般持续性较强,因此这些工作都需要预先设定好程序,使之可以在无人操作的情况下完成。
  
  1.4数控机床夹具
  
  随着机械加工行业的飞速发展,数控机床得到了广泛的应用,数控机床的加工精度更高、加工速度快、加工产品的转换容易实现,自动化程度较高,适合用在多种不同规格、种类工件的加工以及高精度、多工序、小批量工件的加工等,在数控机床中,对夹具提出了更高的要求:首先,夹具要具备高精度加工的要求,并且能够做到自身的快速更换以及夹具对加工工件的快速装夹,其次,夹具应具有良好的敞开性和机动性,机床坐标系中坐标关系明确,数据简单,便于坐标的转换计算;最后,部分数控机床要求相应夹具还需要具备协助刀具的自动对刀的功能。
  

图片来自百度图片
 
  2、数控机床夹具的发展方向
  
  2.1标准化
  
  数控机床夹具在实现通用性的前提下,为降低夹具本身的成本,应当朝着标准化的方向发展,即应当在现行的国家通用夹具、组合夹具的基础上,制定适合所有种类夹具的加工标准,使机床夹具成为一种标准化机床配套设备,有利于促进机床夹具本身的商品化和规模化生产,降低夹具自身成本。
  
  2.2精密化
  
  随着社会各行业对机械加工产品的精度要求越来越高,就要求数控机床夹具要向着高精密化的方向发展,夹具的精密化主要体现在夹具结构的设计上,当前较为精密的夹具结构有三爪自定心卡盘、多齿盘等等,在对夹具进行结构设计时要充分发挥主观能动性,以实现机械加工向着更高精度的方向发展。
  
  2.3高效化
  
  随着现代机械加工行业竞争日益激烈,要求机械加工企业要最大限度提高工作效率,因此对数控机床夹具也提出了更高的要求,首先作为机床夹具要能适应高速加工的要求,并最大程度降低夹具的辅助时间,以提高机床的劳动生产率,保持加工的连续性和安全生产,用机械来代替人力,大大降低了工人的劳动负荷。例如在高速车床上采用三爪自定心卡盘夹紧工件,可以适应将近每分钟一万转的高转速加工条件,又如采用电动虎钳来对工件装夹,比人工装夹效率提高5倍以上,大大提高了机械加工的生产效率,有利于实现企业的利润目标。
  
  2.4柔性化
  
  夹具的柔性化就是通过对夹具的结构进行科学设计,将不可拆卸机构改造成可拆卸机构,使之可以通过自身的组合、调整来满足各种工艺的需求,各种组合夹具、成组夹具都是柔性化的代表,然而随着现代机械加工的高精度和高速度需求,简单的柔性化设计已经显得力不从心,因此要设计出结构更加合理、精度更高、并且可自动拆卸、更换夹具可拆卸部分将会大大提高夹具的工作效率,从而为现代加工提供更好的支持。
  
  结语
  
  综上所述,随着现代加工制造行业对工件制造的要求越来越高,数控机床夹具正在朝着标准化、精密化、高效化、柔性化的方向发展,并且可以预见,随着科技的发展还会出现更为先进的机床夹具,因此作为夹具设计人员,要充分发挥创造性思维,不断设计出符合现代加工理念的机床夹具,促进加工行业的稳步发展。
(来源:中国刀具商务网)

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