【文章內(nèi)容簡介】 人 的體力對工件進行夾緊，稱為手動夾緊；若采用氣動，液動，電動以及機床的運動等動力裝置來代替人力進行夾緊，則稱為機動夾緊。夾緊機構(gòu)是接受和傳遞原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，包括中間傳遞力機構(gòu)和夾緊元件。中間傳遞力機構(gòu)把來自人力或者動力裝置的力傳給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件受壓面接觸，最終完成夾緊任務(wù)。 在夾緊的組成中可以看出，不論采用任何動力源（手動或者機動），外加的原始作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過夾緊機構(gòu)。夾具中常用的夾緊機構(gòu)有斜碶夾緊機構(gòu)、螺旋夾緊機構(gòu)、圓偏心夾緊機構(gòu)、鉸鏈夾緊機 構(gòu)、定心對中夾緊機構(gòu)以及聯(lián)動夾緊機構(gòu)等。 （ 1）斜碶夾緊機構(gòu)：斜碶夾緊機構(gòu)是夾緊機構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機構(gòu)，圓偏心夾緊機構(gòu)，定心對中夾緊機構(gòu)等均是斜碶夾緊機構(gòu)的變形，由于手動的斜碶夾緊機構(gòu)在夾緊工件時既費時又費力，效率很低，故實際上多在機動夾緊裝置中采用。 （ 2）螺旋夾緊機構(gòu)：利用螺桿直接夾緊工件，或者與其他元件組成復合夾緊機構(gòu)夾緊工件，是應用較廣泛的一種夾緊機構(gòu)，由于螺旋夾緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，夾緊可靠，擴力比較大和夾緊行程不受限制等特點，所以在手動夾緊裝置中被廣泛使用，在夾具中除采用螺 桿直接夾緊工件外，經(jīng)常采用螺旋壓板夾緊機構(gòu)。 （ 3）圓偏心夾緊機構(gòu)：由于偏心圓的夾緊力小，自鎖性能又不是很好，故只使用于切削負荷不大而且無很大震動的場合，為滿足自鎖條件，其夾緊行程也相應受到限制，用與夾緊行程較小的場合。 （ 4）鉸鏈夾緊機構(gòu)：因鉸鏈夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，擴力比較大，適用于多點或多件夾緊，在氣動或者液動夾具中廣泛應用。 （ 5）定心、對中夾緊機構(gòu)：定心，對中夾緊機構(gòu)是一種特殊的夾緊機構(gòu)，工件在其上同時實現(xiàn)定位和夾緊。 （ 6）聯(lián)動夾緊機構(gòu)：工件裝夾所使用的夾具，有的需要同時有幾個點對工作的工件進行夾 緊，而有的則需要同時夾緊幾個工件，為了提高效率，減少裝夾時間，可采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)。 夾具的發(fā)展趨勢 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 1） 高精 度 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達 177。5μm ，夾具支承面的垂直度達到 ，平行度高達 。德國demmeler(戴美 樂 )公司制造的 4m 長、 2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為 177。 ；精密平口鉗的平行度和垂直度在 5μm 以內(nèi)；夾具重復安裝的定位精度高達 177。5μm ；瑞士 EROWA 柔性夾具的重復定位精度高達2~5μm 。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。 2） 高效 為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、 凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用 1~2 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國 Jergens(杰金斯 )公司的球鎖裝夾系統(tǒng)， 1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用。 3） 模塊、組合 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化 、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公 共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。 4） 通用、經(jīng)濟 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國 demmeler(戴美樂 )公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應用的價值。 專家們建議組合夾具行業(yè) 加強產(chǎn)、學、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 機械加工 工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程的作用在于： （ 1）它是組織生產(chǎn)和計劃管理的重要資料，生產(chǎn)安排和調(diào)度、規(guī)定工序要和質(zhì)量檢查等都以工藝規(guī)程為依據(jù)。制定和不斷完善工藝規(guī)程，有利于穩(wěn)定生產(chǎn)秩序，保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，并充分 發(fā)揮設(shè)備能力。一切生產(chǎn)人員都應嚴格執(zhí)行和貫徹，不應任意違反或更改工藝規(guī)程的內(nèi)容。 （ 2）是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進行生產(chǎn)準備和技術(shù)準備的依據(jù)，例如刀、夾、量具的設(shè)計、制造或采購，原材料、半成品及外購件的供應及設(shè)備、人員的配備等。 （ 3）在新建和擴建工廠或車間時必需有產(chǎn)品的全套工藝規(guī)程作為決定設(shè)備、人員、車間面積和投資預算等的原始資料。 （ 4）行之有效的先進工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進經(jīng)驗的作用，有利于其他工廠縮短試制過程，提高工藝水平。 機械加工工藝規(guī)程的制定程序 制定機械加工工藝規(guī)程的原始資料主要是產(chǎn)品圖紙 ，生產(chǎn)綱領(lǐng)，現(xiàn)場加工設(shè)備及生產(chǎn)條件等，有了這些原始資料并由生產(chǎn)綱領(lǐng)確定了生產(chǎn)類型和生產(chǎn)組織形式之后，即可著手機械加工工藝規(guī)程的制定，其內(nèi)容和順序如下 : ； ； :包括劃分工藝過程的組成、選擇定位基準、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序和組合工序等。 :包括選擇機床和工藝裝備、確定加工余量、計算工序尺寸及其公差、確定切削用量及計算工時定額等； 。 毛坯的選擇 在制訂零件機械加工工藝規(guī)程之前 ,還要對零件加工前的毛坯種類及其不同 的制造方法進行選擇。由于零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗、加工勞動量等都在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型件、焊接件、沖壓件等，而相同種類的毛坯又可能有不同的制造方法。詳細鑄造特點及應用范圍見表 。 選擇毛坯應該考慮生產(chǎn)規(guī)模的大小，它在很大程度上決定采用某種毛坯制造方法的經(jīng)濟性。如生產(chǎn)規(guī)模較大，便可采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，這樣，雖然一次投資較高，但均分到每個毛坯上的成本就較少。而且，由于精度較高的毛坯制造方法的生產(chǎn)率一般也較高 ，既節(jié)約原材料又可明顯減少機械加工勞動量，再者，毛坯精度高還可簡化工藝和工藝裝備，降低產(chǎn)品的總成本。 選擇毛坯應該考慮工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小。例如，形狀復雜和薄壁的毛坯，一般不能采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄和精鑄。再如，某些外形較特殊的小零件，由于機械加工很困難，則往往采用較精密的毛坯制造方法，如壓鑄、熔模鑄造等，以最大限度地減少機械加工量。 選擇毛坯應考慮零件的機械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其機械性能往往不同。例如，金屬型澆鑄的毛坯，其強度高于用砂型澆鑄的毛坯 ，離心澆鑄和壓力澆鑄的毛坯，其強度又高于金屬型澆鑄的毛坯。強度要求高的零件多采用鍛件，有時也可采用球墨鑄鐵件。 選擇毛坯，應從本廠的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)考慮可能性和經(jīng)濟性。還應考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等。用這些毛坯制造方法后，可大大減少機械加工量，有時甚至可不再進行機械加工，其經(jīng)濟效果非常顯著。 表 鑄造特點及應用范圍表 毛坯種類 制造精度 (1T) 加工余量 原 材 料 工件尺寸 工件形狀 適 用 生產(chǎn)類型 生產(chǎn)成本 型 材 型材焊接件 砂型鑄造 自由鍛造 普通模鍛 鋼模鑄造 精密鍛造 壓力鑄造 熔模鑄造 13級以下 13級以下 11— 15 10～ 12 8— 11 8— 11 7— 10 大 一般 大 大 一般 較小 較小 小 很小 各種材料 鋼材 鑄鐵、青銅為主 鋼材為主 鋼、緞鋁、銅等 鑄鋁為主 鋼材、鍛鋁等 鑄鐵、鑄鋼、青銅 鑄鐵、鑄鋼、青銅 小型 大、中型 各種尺寸 各種尺寸 中、小型 中、小型 小型 中、小型 小型為主 簡單 較復雜 復雜 較簡單 一般 較復雜 較復雜 復雜 復雜 各種類型 單件 各種類型 單 件小批 中批、大批量 中批、大批量 大批量 中批、大批量 中批、大批量 低 低 較低 較低 一般 一般 較高 較高 高 定位基準的選擇 正確地選擇定位基準是設(shè)計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。 定位基準分為精基準、粗基準和輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工 的表面作為定位基準 (粗基準 )。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準 (精基準 )。 在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇 合適的粗基準把精基準面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準，用以定位。應從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計基準和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準的選擇原則，合理選擇定位基準。 （ 1）精基準的選擇 錯誤 !未找到引用源。 “基準重合”原則 應盡量選用被加工表面的設(shè)計基準作為精基準，即“基準重合”的原則。這樣可以避免因基準不重合而引起的誤差。 錯誤 !未找到引用源。 “基準統(tǒng)一”原則 應選擇多個表面加工時都能使用 的定位基準作為精基準，即“基準統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具的設(shè)計制造工作。 錯誤 !未找到引用源。 “互為基準”原則 當兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準，反復多次進行精加工。 錯誤 !未找到引用源。 “自為基準”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應盡量選擇加工表面本身作為定位基準。 此外，精基準的選擇還應便于工件的 裝夾與加工，減少工件變形及簡化夾具結(jié)構(gòu)。需要指出的是，上述四條選擇精基準的原則，有時是相互矛盾的。例如，保證了基準統(tǒng)一就不一定符合基準重合等等。在使用這些原則時，要具體情況具體分析，以保證主要技術(shù)要求為出發(fā)點，合理選用這些原則。 （ 2） 粗基準的選擇 錯誤 !未找到引用源。 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選該表面為粗基準。 錯誤 !未找到引用源。 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應以加工余量最小的表 面作為粗基準。這樣可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報廢。 錯誤 !未找到引用源。 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。 錯誤 !未找到引用源。 選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準確，裝夾可靠。 錯誤 !未找到引用源。 粗基準在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復使用某一粗基準。 零件表面加工方法的選擇 零件表面的加工方法 ,首先取決于加工表面的技術(shù)要求。但應注意，這些技術(shù)要求不一定就是零件圖所規(guī)定的要求，有時還可能由于工藝上的原因而在某方面高于零件圖上的要求。如由于基準不重合而提高對某些表面的加工要求?；蛴捎诒蛔鳛榫鶞识赡軐ζ涮岢龈叩募庸ひ蟆? 當明確了各加工表面的技術(shù)要求后，即可