金屬加工的三大要素機(jī)床設(shè)備、刀具和夾具中,機(jī)床和刀具技術(shù)的進(jìn)步是突飛猛進(jìn)、應(yīng)接不暇的。夾具的專用性強(qiáng),技術(shù)相對(duì)落后,往往會(huì)限制昂貴高效的加工中心發(fā)揮最高效的性能,成為阻礙數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)步的瓶頸。我們知道,一般金屬加工夾具的基本要求是定位準(zhǔn)確、夾緊可靠,操作方便、不產(chǎn)生夾緊變形,易于排屑。當(dāng)夾具出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確、夾緊變形時(shí),我們可以怎么解決呢?
數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控加工中心的普及,對(duì)夾具提出了新的要求,如減少輔助時(shí)間,需要做到減少裝夾和找正工件的輔助時(shí)間;增加夾具可靠性,能夠?qū)崿F(xiàn)多種切削加工狀況;輕量化,要求數(shù)控加工中心夾具減少重量、從而減小運(yùn)動(dòng)慣量,提高定位精度和快移速度。
針對(duì)夾具新要求,夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)該滿足如下方面:
1.夾緊狀態(tài)下盡可能消除夾具元件運(yùn)動(dòng)間隙,并實(shí)現(xiàn)自鎖。
加工間隙的存在是失去剛性的根本原因。夾具零件偶合件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)需要間隙,這個(gè)間隙會(huì)隨著切削力的大小和方向不斷的改變。目前數(shù)控加工中心行業(yè)領(lǐng)域廣泛采用的小型液壓或氣動(dòng)夾具缸,這兩種是實(shí)現(xiàn)夾具輕量化非常好的模塊。
2.多點(diǎn)密集夾緊
為了克服切削力,必須保證足夠的夾緊力。但是,傳統(tǒng)夾具結(jié)構(gòu)往往夾緊點(diǎn)不夠多。如下圖所示實(shí)測(cè)加工過(guò)程中工件晃動(dòng)0.5mm,但是僅僅4個(gè)夾緊點(diǎn)的力量無(wú)法保證工件不變形的情況下克服切削力。在液壓氣動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天,技術(shù)上已經(jīng)很容易實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)密集夾緊。
3.盡可能在工件原有狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)夾緊
盡量保證工件加工后只有切削應(yīng)力的釋放,沒(méi)有彈性變形的恢復(fù)。如采用彈性套類夾緊圓形工件是改變工件的異形實(shí)現(xiàn)全面接觸,而采用液壓控制的多點(diǎn)密集夾緊,對(duì)工件的夾緊沒(méi)有改變工件的異形。
4.大型異形工件夾具
大型回轉(zhuǎn)件的卡盤夾具,十字架式設(shè)計(jì)的基本思路是利用機(jī)床工作臺(tái)自身的精度保證夾具的定位精度和自動(dòng)化操作,避免了獨(dú)立卡爪找正的麻煩、整體卡盤造價(jià)昂貴的缺點(diǎn)。
夾具技術(shù)的發(fā)展決定了數(shù)控加工中心技術(shù)的高度,性能穩(wěn)定,綜合性能更加的夾具必將應(yīng)用在未來(lái)的加工中心領(lǐng)域中。