工裝夾具設計制作運用現狀

作者：本站　來源：本站　日期：2020-09-03 22:16:29　人氣：225

　　工裝夾具設計制作運用現狀

　　工裝夾具設計制作在精密零件制造中起著重要作用。目前常用的夾具主要是機床上待加工零件的快速定位夾緊機構。它要求夾具定位精度高，重復定位好；夾緊可靠，而且還可以盡可能地包含毛坯本身的某些誤差和缺陷；快速準確地完成零件毛坯的夾緊和固定過程。接下來，我將向您介紹工裝夾具設計和制造的現狀和發展前景。

　　工裝夾具按夾持方式一般分為：手動夾具、氣壓夾具、液壓夾具、真空夾具、塑料夾具、磁性夾具等。

　　手動夾具：主要采用螺栓壓板、偏心機構、自鎖機構等，用人工的搬、靠、壓等動作夾緊工件。具有結構簡單易用、效率低下，對操作工人要求高，夾緊力不恒定，易受人的因素產生夾緊力大小不一致的影響。常用在單件小批量試制中。現在處于逐步淘汰中。

　　但手動夾緊機構，如自鎖機構等很經典的夾緊方式，依然對機械技術人員留有深刻的影響。同時掌握好常用的夾緊機構的設計原理，對于把它應用于其他方式的夾具中有著很基礎的現實意義。

　　氣壓夾具：主要采用各種氣動元件，依靠壓縮空氣的壓力，控制完成零件的夾緊。優點是自動化程度可以設計的比較高。夾緊迅速高效?？梢酝瑫r在1-2秒內夾緊數個或幾十個工件。是目前常用的一種夾具夾持方式。在有色金屬（如鋁合金、銅合金）、輕切削、大批量加工中廣泛采用。它還有清潔、環保，即使泄漏也不會污染環境。使用成本低廉。

　　缺點是：由于空氣的可壓縮性，穩定性欠佳，夾持力不能設計得過大。特別是在大中型夾具中，較少使用。但我們一旦將機械手動夾具里的經典機構應用到氣動夾具中，那就又是舊貌換新顏咯。

　　下面就是一個典型的自鎖機構應用于氣壓夾具例子：

　　通過氣缸推動楔塊，并通過推塊夾緊工件。在圖示設計中，楔塊的角度α設計為小于材料的自鎖角度，即可實現機構互鎖。此時即便是切斷氣缸的氣源，零件也不會松脫。它很好的解決了氣體可能出現的因可壓縮性而造成的不穩定。

　　液壓夾具是在氣壓夾具基礎之上，將氣體介質改為液態介質。由于液態介質的可壓縮性很小，因此液壓夾具雖然在原理上與氣壓夾具一致，但其穩定性、可靠性、輸出的力都遠遠優于氣壓夾具。在大型工裝夾具和切削力較大的重切削夾具常采用。隨著加工技術的進步，元器件的密封性較之以前有了很大的發展，液壓壓力由原來普通的6MPa，而今高壓液壓站可以做到45MPa，比常用的氣壓0.8MPa高出了50~60倍，如果我們要達到原夾具要求的設計壓力，現在的液壓元器件體積就可以做得很小，于是乎我們就能在有效的工作臺范圍內放更多更多的零件，減少換刀時間，提高工作效率。這也是機夾夾具發展的趨勢-------多工位夾具。缺點就是成本相對比較高。

　　真空夾具也稱為真空吸附夾具，其原理是在機構設計中有一個空腔，通過真空發生器使空腔產生負壓，與密封件一起形成持續不間斷的負壓，從而達到吸附工件的目的。此種夾具常用在加工無壓點的零件和易變形的薄壁件中。如：筆記本、手機外殼、薄壁塑料件、橡膠等非金屬也可以夾持。其特點是吸附力受吸附面積的影響，在設計此類夾具時，必須保障足夠的吸附面積。才能提供穩定的夾持力。它的缺點也很明顯：對毛坯零件的吸附面要求較高，否則難以與密封件形成負壓腔。吸附力的大小受零件吸附面積影響大等。主要應用于輕切削夾具上。

　　塑料夾具的原理是在一個密閉的腔室里，注入塑料介質，利用塑料在受壓的狀態下體積不易被壓縮而形狀能發生改變的特性。在腔室某一個內壁設計為彈性薄壁結構，當在向塑料施加一定的壓力時，塑料介質會將壓力均勻地傳遞到整個腔室的內表面。從而在彈性薄壁處變形夾緊零件。其特點是壓力均勻傳遞，夾緊精度高。特別適合應用在高精度夾具上。缺點是塑料配比復雜，比較難操作。密封性也比較難控制。

　　現在機械行業還流行一種磁性夾具，就是利用永磁體或電磁技術，將鐵、鎳等導磁體，直接吸附于平臺上。以代替其他的夾緊方式。這種夾具大特點就是僅對鐵、鎳等導磁體有效，操作使用簡單。對常用的非導磁體，如鋁、銅、鎂、鈦等，只能望洋興嘆。還有一個缺點，就是對于不允許有磁性的零件，需要增加一道消磁的工序。并且在實際的加工過程中，產生的鐵屑因磁化難以清除。這些鐵屑會干擾下一個零件的定位精度。

　　綜上所述，工裝夾具正朝著自動化、小型化、和多工位的方向發展，逐步淘汰那種以工人經驗、個人技術、手感來保障產品加工精度的局面。畢竟一個有著豐富經驗的操作工人不僅難易找到，而且更難以培養。這次面對用工荒，很多企業采取機械手加專用多工位工裝夾具，工作效率高，還能二十四小時連續生產。這也要求我們在夾具設計時要考慮更多的容錯性和自動檢測的功能。推動我們機械加工的升級轉型。