1.3　數控機床夾具

在機械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗工序等，必須將工件裝夾在機床上或夾具中。利用夾具，可以提高勞動生產率，提高加工精度，減少廢品的產生；可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。

（1）夾具的組成

夾具一般由定位裝置、夾緊裝置、夾具體和其他裝置等幾部分組成。

定位裝置的作用是使工件在夾具中占據正確的位置。夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用時不離開已經占據的正確位置。夾具體用于將夾具上的所有組成部分連接成為一個整體的基礎件。其他裝置或元件包含對刀元件、導向元件、分度裝置、連接元件等。

（2）夾具的類型

①按適用機床分類　夾具按適用機床分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具等。

數控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤帶動旋轉；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤帶動旋轉。如圖1-15所示為三爪自定心卡盤，用于回轉體工件的裝夾。如圖1-16所示為四爪單動卡盤，用于非回轉體或偏心件的裝夾。

數控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺上，其型式根據被加工工件的特點可多種多樣。如：通用臺虎鉗、數控分度轉臺等。如圖1-17所示為液壓臺虎鉗，分固定側與活動側，固定側與底面作為定位面，活動側用于夾緊。

②按用途分類　夾具按用途分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具、成組夾具等。

a.通用夾具。通用夾具是指一般已經標準化，可以用來加工不同工件而不必特殊調整的夾具。通用夾具具有很大的通用性，可以用來裝夾不同的工件，如車床上使用的三爪自定心卡盤、四爪卡盤，銑床上使用的萬能分度頭、平口鉗、回轉工作臺等。這類夾具主要用于單件小批量生產。

通用夾具大多已標準化，并作為機床附件由專業工廠生產。

b.組合夾具。組合夾具是由一套預先制造好的標準元件組裝而成的專用夾具。組合夾具常分為孔系組合夾具（圖1-18）和槽系組合夾具（圖1-19）兩大類。

組合夾具的優點：使用組合夾具可節省夾具的材料費、設計費、制造費，方便庫存保管；另外，其組合時間短，能夠縮短生產周期，反復拆裝，不受零件尺寸改動限制，可以隨時更換夾具定位易磨損件。

組合夾具的缺點：組合夾具需要經常拆卸和組裝；其結構與專用夾具相比顯得復雜、笨重；對于定型產品大批量生產時，組合夾具的生產效率不如專用夾具生產效率高。

組合夾具的適用范圍：組合夾具適用于新產品研制，單件、小批量生產，適用于產品品種多、生產周期短的產品結構；機床設備適用于鉆床、加工中心、鏜床、銑床、磨床，也可以組合成裝配工裝、檢查的檢具和焊接夾具。

c.專用夾具。專用夾具指專為某一工件的某一加工工序而設計制造的夾具。專用夾具結構緊湊，操作方便，主要用于固定產品的大批量生產。如圖1-20所示為連桿加工專用夾具，該夾具靠工作臺T形槽和夾具體上定位鍵確定其在數控銑床上的位置，并用T形螺栓緊固。

③根據產生夾緊力的動力源分類　夾具根據產生夾緊力的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、電磁夾具和真空夾具等。

（3）夾具的選擇

數控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通常考慮以下幾點：

①盡量選用可調整夾具、組合夾具及其他通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產準備時間。

②在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。

③裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。

④夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。

（4）工件在夾具上的安裝

數控機床上工件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，注意以下兩點。

①力求設計、工藝與編程計算的基準統一，這樣有利于編程時數值計算的簡便性和精確性。

②盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。