機(jī)加專用夾具難以做到的，它能輕松搞定！

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隨著我國機(jī)床設(shè)備的不斷發(fā)展和提升，我國的數(shù)控機(jī)床設(shè)備的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，因此在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的過程中，柔性夾具的概念也相應(yīng)的被提出來。

什么是柔性夾具？

柔性夾具主要就是指正在加工零部件出現(xiàn)尺寸變化以及形狀變化的時(shí)候，還能夠應(yīng)用現(xiàn)有夾具進(jìn)行機(jī)械加工的機(jī)床夾具。

圖1 柔性夾具

為什么柔性夾具會(huì)被提出來，就沒有其他的新型夾具替代老工藝夾具甚至是其他專用夾具嗎？

夾具的種類以及形式多種多樣，在實(shí)際的夾具應(yīng)用的過程中受到的限制也較為多樣，包括某一些專用夾具為專用不可拆卸，故構(gòu)成夾具的各組成部分均不能重復(fù)使用。

首先是設(shè)備的具體型號能夠限制夾具在機(jī)械加工中的應(yīng)用，其次是被加工零部件的實(shí)際加工尺寸也會(huì)在一定程度上限制夾具在機(jī)械加工中的應(yīng)用，最后是零部件的加工工藝編排以及工藝要求也能夠限制夾具在機(jī)床加工中的應(yīng)用。而柔性夾具卻能夠通過改變夾具的類型來迅速的對機(jī)床加工零部件對夾具的要求進(jìn)行響應(yīng)，不受限制地完成應(yīng)用。

機(jī)床加工效率的提升以及加工質(zhì)量的保障在很大程度上依賴于柔性夾具的有效應(yīng)用，只有最大限度上發(fā)揮出柔性夾具的應(yīng)有作用，才能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控機(jī)床的作用最大化。

要使零件加工工作效率最大化，柔性夾具工藝以及裝備有什么要求嗎？

首先，在數(shù)控機(jī)床加工的過程中，柔性夾具要有效的保障加工零部件的坐標(biāo)準(zhǔn)確精準(zhǔn)定位，需要在機(jī)床加工中對柔性夾具以及加工刀具的相對位置進(jìn)行調(diào)整。

在實(shí)際的數(shù)控機(jī)床加工過程中，通常在加工工作中采用T型槽的形式來對零部件進(jìn)行加工定位，在原點(diǎn)坐標(biāo)定位的過程中可以以Y軸為坐標(biāo)基準(zhǔn)，在加工工作臺(tái)中進(jìn)行定位孔的坐標(biāo)確定。需要注意的是這一坐標(biāo)定位基準(zhǔn)并不是絕對的，要根據(jù)實(shí)際的加工情況來進(jìn)行具體的分析。

其次，在數(shù)控機(jī)床加工的過程中，柔性夾具要有效的保障加工零部件的高強(qiáng)度以及高精度。

為了進(jìn)一步提升數(shù)控機(jī)床加工零部件的剛性以及強(qiáng)度，技術(shù)上要求在數(shù)控機(jī)床加工的過程中，柔性夾具的應(yīng)用要有助于加工零部件剛性以及強(qiáng)度的提升，利用柔性夾具的有效應(yīng)用還能夠更好的提升加工零部件的基準(zhǔn)定位以及選取，這樣才能夠有效的保障后續(xù)粗加工過程有較大的切削余量，最大程度上提升數(shù)控加工過程中的零部件精度。

最后，在數(shù)控機(jī)床加工的過程中，柔性夾具要保障加工零部件能夠?qū)Χ鄠�(gè)不同的面進(jìn)行有效定位。

在應(yīng)用柔性夾具的過程中，盡量讓柔性夾具更可能多地使零部件同刀具接觸，實(shí)現(xiàn)一次固定，多個(gè)工作面的加工，這還是一項(xiàng)目前非常前沿的加工創(chuàng)新技術(shù)。

除了上述的內(nèi)容以外，技術(shù)上要求在加工零部件的有效時(shí)間內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)拆卸加工完畢的零部件同時(shí)安裝新的需要加工的零部件，同時(shí)也會(huì)實(shí)現(xiàn)刀具更換頻率的有效降低，這樣能夠在很大程度上降低數(shù)控機(jī)床針對柔性夾具以及加工刀具的調(diào)整時(shí)間。

對于一套工藝達(dá)到要求的柔性夾具，上述工藝要求亦是柔性夾具相較于單個(gè)專用夾具及傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢，下面講一個(gè)關(guān)于細(xì)長軸加工的案例。

細(xì)長軸加工工藝方案

細(xì)長軸類零件是常見機(jī)械零件，在外圓加工后，其上有平面、曲面、直孔、錐孔、銷孔等需要加工，加工工藝為銑平面、銑曲面、鉆底孔、鉸錐孔。設(shè)備選用立式加工中心，刀具選用整體硬質(zhì)合金刀具，夾具采用柔性夾具，數(shù)控加工程序控制加工過程。

圖2 拔叉軸類零件

通過圖1所示零件的工藝分析，設(shè)計(jì)了在立式加工中心上批量加工的柔性夾具，夾具上配置2 個(gè)伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌及滾珠絲桿等。通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪齒條轉(zhuǎn)位系統(tǒng)、液壓自定心定位夾緊機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助支承機(jī)構(gòu)，本夾具可批量安裝8~20件直徑為10~30mm、長度為100~800mm的細(xì)長軸類零件，實(shí)現(xiàn)銑、鉆、擴(kuò)、鉸、鏜等工藝過程。

圖3 細(xì)長軸類零件在立式加工中心上批量加工的柔性夾具總裝配圖

液壓自定心定位夾緊機(jī)構(gòu)

在加工時(shí)零件能實(shí)現(xiàn)自定心定位及夾緊。通過更換彈簧卡頭與旋轉(zhuǎn)套，可定位夾緊不同直徑的細(xì)長軸。彈簧的彈力大小也可通過調(diào)整右支架的位置來調(diào)整。

圖4 液壓自定心定位夾緊機(jī)構(gòu)

伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助支承機(jī)構(gòu)

圖5 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助支承機(jī)構(gòu)

浮動(dòng)支撐支架內(nèi)部有液壓管路及氣路，與液壓輔助支承缸相通。

圖6 輔助支承隨加工位置變化而變化

工作時(shí)能通過更換浮動(dòng)V型塊可適應(yīng)不同直徑的零件或調(diào)整輔助支承缸的高度。

通過應(yīng)用驗(yàn)證，該柔性夾具提高了加工質(zhì)量，通過可移動(dòng)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助支承機(jī)構(gòu)，提高了被加工部位的剛度（抗彎剛度）；該夾具批量裝夾，減少了立式加工中心的換刀時(shí)間，減少了機(jī)加工時(shí)間，提高了加工效率；該柔性夾具可針對不同品種的系列細(xì)長軸零件，減少了夾具、機(jī)床和人工投入，綜合成本降低。

（來源機(jī)械社區(qū)）

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