工具機夾具

工具機夾具是工具機上用以裝夾工件和引導刀具的一種裝置。指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計製造周期較長、製造費用也較高。當產品變更時，夾具將由於無法再使用而報廢。只適用於產品固定且批量較大的生產中。它與工件的定位基準相接觸，用於確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對於刀具和工具機加工運動間的相對正確位置。

基本介紹

• 中文名：工具機夾具
• 定義：工具機上用以裝夾工件的裝置
• 作用：將工件定位
• 分類：手動夾具、氣動夾具

結構組成

1、定位元件

它與工件的定位基準相接觸，用於確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對於刀具和工具機加工運動間的相對正確位置。如圖6-1中的定位銷6。

2、夾緊裝置

用於夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。如圖6-1中的螺母5和開口墊圈4。nextpage

3、對刀、引導元件或裝置

這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用於確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用於確定刀具位置並導引刀具進行加工的元件，稱為導引元件。如圖6-1中的快換鑽套

4、連線元件

使夾具與工具機相連線的元件，保證工具機與夾具之間的相互位置關係。

5、夾具體

用於連線或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與工具機有關部件進行連線、對定，使夾具相對工具機具有確定的位置。如圖6-1中的夾具體7。

6、其它元件及裝置

有些夾具根據工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。

以上這些組成部分，並不是對每種工具機夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使工件定準、夾牢。

分類

專門化分類

1）通用夾具

通用夾具是指已經標準化的，在一定範圍內可用於加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和迴轉工作檯等。這類夾具一般由專業工廠生產，常作為工具機附屬檔案提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用於單件、小批量的生產中。

2）專用夾具

專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計製造周期較長、製造費用也較高。當產品變更時，夾具將由於無法再使用而報廢。只適用於產品固定且批量較大的生產中。

3）通用可調夾具和成組夾具

其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用於相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用範圍更廣一些。

4）組合夾具

組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先製造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業廠家製造，其特點是靈活多變，萬能性強，製造周期短、元件能反覆使用，特別適用於新產品的試製和單件小批生產。

5）隨行夾具

隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。

按使用分類

由於各類工具機自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的工具機不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鑽床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪工具機夾具和其他工具機夾具等。

按夾緊分類

根據夾具所採用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。

套用作用

1、能穩定地保證工件的加工精度

用夾具裝夾工件時，工件相對於刀具及工具機的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨於一致。

2、能減少輔助工時，提高勞動生產率

使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時；工件在夾具中裝夾後提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，並可採用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。

3、能擴大工具機的使用範圍，實現一機多能

根據加工工具機的成形運動 ，附以不同類型的夾具，即可擴大工具機原有的工藝範圍。例如在車床的溜板上或搖臂鑽床工作檯上裝上鏜模，就可以進行箱體零件的鏜孔加工。

4、保證加工精度

採用夾具安裝，可以準確地確定工件與工具機、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，其加工精度高而且穩定。

5、提高生產率、降低成本

用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，並採用高效夾緊機構，這些因素均有利於提高勞動生產率。另外，採用夾具後，產品質量穩定，廢品率下降，可以安排技術等級較低的工人，明顯地降低了生產成本。

6、擴大工具機的工藝範圍

使用專用夾具可以改變原工具機的用途和擴大工具機的使用範圍，實現一機多能。例如，在車床或搖臂鑽床上安裝鏜模夾具後，就可以對箱體孔系進行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發揮通用工具機的作用。

7、減輕工人的勞動強度

用夾具裝夾工件方便、快速，當採用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度。

發展前景

夾具最早出現在18世紀後期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。

1、工具機夾具的現狀

國際生產研究協會的統計表明，小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85%左右。現代生產要求企業所製造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣於大量採用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業中，每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20%左右。數控工具機、加工中心、成組技術、柔性製造系統（FMS）等新加工技術的套用，對工具機夾具提出了如下新的要求：

1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；

2）能裝夾一組具有相似性特徵的工件；

3）能適用於精密加工的高精度工具機夾具；

4）能適用於各種現代化製造技術的新型工具機夾具；

5）採用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；

6）提高工具機夾具的標準化程度。

2、現代工具機夾具的發展方向

現代工具機夾具的發展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。

（1）標準化 工具機夾具的標準化與通用化是相互聯繫的兩個方面。我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。工具機夾具的標準化，有利於夾具的商品化生產，有利於縮短生產準備周期，降低生產總成本。

（2）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用於精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用於精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。

（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控工具機上，尤其在加工中心上出現了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發揮了數控工具機的效率。

（4）柔性化 工具機夾具的柔性化與工具機的柔性化相似，它是指工具機夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特徵、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特徵的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模組化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。