工件夾持裝置是CNC加工車(chē)間不可或缺的一部分。隨著CNC加工技術(shù)多年來(lái)的不斷發(fā)展，零件變得越來(lái)越復(fù)雜，針對(duì)CNC夾具設(shè)計(jì)的研究也層出不窮。然而，盡管它們?cè)诖_保零件精確定位和加工精度方面發(fā)揮著不可替代的作用，但相比于其他技術(shù)進(jìn)步，它們并未得到廣泛討論。

本文將深入探討CNC夾具這一主題，并介紹幾種不同的CNC夾具類型。

CNC虎鉗夾具

CNC虎鉗是大多數(shù)機(jī)械加工設(shè)置的首選夾具，因其通用性強(qiáng)且易于使用。它們?cè)醋阅竟ず褪止ぶ圃熘谐Ｒ?jiàn)的傳統(tǒng)機(jī)械虎鉗，但精度更高。

CNC虎鉗通過(guò)液壓/氣動(dòng)螺絲結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)大的夾緊力。其內(nèi)部機(jī)制包含兩個(gè)相互推擠的傾斜面（如楔形），以增加剛性并解決鉗口提升問(wèn)題。

此外，CNC虎鉗的外圍邊緣經(jīng)過(guò)精密研磨，呈平面狀。這些面彼此垂直，使得虎鉗能夠準(zhǔn)確放置在工作臺(tái)或定制夾具上。

另一個(gè)特點(diǎn)是其鉗口設(shè)計(jì)。盡管看似平坦，但其表面紋理和夾緊力可產(chǎn)生高夾緊壓力，在加工過(guò)程中牢固夾持零件。

角度夾具

角度夾具是CNC工件夾持裝置中的另一種常用工具。其主要用途是牢固地將工件固定在特定角度。其常見(jiàn)應(yīng)用包括倒角、斜切和角度鉆孔。

與CNC虎鉗一樣，角度夾具可靠且剛性強(qiáng)。角度板通常配備有孔網(wǎng)，便于零件放置和安裝。此外，許多產(chǎn)品還配備有帶鎖定機(jī)制的可調(diào)角度，使機(jī)械師能夠根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行定制。

角度夾具對(duì)于處理超出機(jī)器加工能力的零件而言非常實(shí)用。例如，具有幾個(gè)傾斜表面的棱柱形零件可以輕松地在配有角度夾具的三軸機(jī)床上加工。雖然也可以在四軸機(jī)床上加工，但其成本更高。

夾緊夾具

夾緊夾具種類繁多、形狀各異，但其基本用途相同。它們通過(guò)施加機(jī)械力將工件牢固固定。這種力通常來(lái)自螺釘或彈簧。一些常見(jiàn)的夾緊夾具類型包括階梯夾、邊緣夾、壓板夾和趾夾。

盡管夾緊夾具本身并不一定是CNC夾具，但它們無(wú)疑屬于這一廣泛類別。因此，在此值得一提。

治具

治具是重要的機(jī)械加工夾具，用于引導(dǎo)切削工具的運(yùn)動(dòng)并精確定位在工件上。治具的常見(jiàn)應(yīng)用是鉆孔。如果零件上不同位置有多個(gè)孔，使用帶有預(yù)鉆孔的治具將非常高效。

治具的類型包括：

• 板治具
• 模板治具
• 角度治具
• 葉片治具
• 直徑治具

值得一提的是，許多工程師對(duì)治具和夾具進(jìn)行了區(qū)分，因?yàn)橹尉呔哂幸龑?dǎo)工具運(yùn)動(dòng)的特殊功能。而夾具則嚴(yán)格定義為用于夾持和定位工件的裝置。盡管存在這種區(qū)別，但治具和夾具都屬于工件夾持的廣泛類別，并且經(jīng)常協(xié)同工作。

分度夾具

分度夾具在制造具有均勻間隔幾何圖案的零件時(shí)非常有用。例如，每隔30度有一個(gè)孔的圓形零件。其常見(jiàn)應(yīng)用包括切割槽、齒輪齒和銑刀槽，所有這些都是均勻間隔的幾何特征。

CNC分度夾具堅(jiān)固耐用，可方便地安裝在工作臺(tái)上。此外，現(xiàn)代CNC分度頭可實(shí)現(xiàn)伺服控制，并可直接從控制器或獨(dú)立控制單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

模塊化夾具

模塊化夾具是本文介紹的最具創(chuàng)新性的CNC夾具類型之一。它們不屬于任何標(biāo)準(zhǔn)夾具系統(tǒng)或幾何形狀（如虎鉗和夾緊夾具）。相反，它們由各種可互換的組件組成，這些組件可以組裝成獨(dú)特的定制夾具設(shè)置，專門(mén)用于當(dāng)前作業(yè)。

這些可重新配置的組件包括各種尺寸的板、夾緊裝置、支撐件和定位器。此外，組裝它們既快速又簡(jiǎn)單，通常使用定位器或緊固件完成。

模塊化夾具具有諸多優(yōu)勢(shì)。由于它們適用于不同的應(yīng)用，因此通過(guò)減少專用夾具的投資來(lái)節(jié)省成本。此外，它們定位準(zhǔn)確且可擴(kuò)展為更大的設(shè)置。

CNC夾具設(shè)計(jì)的考量因素

CNC夾具的設(shè)計(jì)可能是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。根據(jù)零件設(shè)計(jì)和機(jī)床能力的不同，該過(guò)程的難易程度可能會(huì)有所不同。我們將分享一些專家建議，以使數(shù)控工裝夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程更加易于管理和系統(tǒng)化。

明確界定數(shù)控夾具的設(shè)計(jì)要求

與任何工程項(xiàng)目一樣，數(shù)控夾具的設(shè)計(jì)始于界定問(wèn)題。在此背景下，設(shè)計(jì)師應(yīng)明確其關(guān)于生產(chǎn)精度、成本、時(shí)間等方面的目標(biāo)，以便清楚地了解他們的目標(biāo)所在。

從車(chē)間收集相關(guān)信息

下一步是收集有關(guān)資源的信息。這包括所擁有的數(shù)控機(jī)床類型、夾具將要加工的材料、加工操作的次數(shù)及其順序，以及當(dāng)前的工件規(guī)格。

為CNC夾具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)多個(gè)草案

CNC工裝夾具的一個(gè)好處是從來(lái)都不止一種解決方案。設(shè)計(jì)師可以在夾具設(shè)計(jì)上發(fā)揮創(chuàng)意，并提出多種工裝解決方案。作為設(shè)計(jì)師，最佳做法是收集所有想法，并為每個(gè)想法準(zhǔn)備基本的設(shè)計(jì)草案以供比較。

選擇最佳的數(shù)控夾具方案

一旦有了多個(gè)方案，下一步就是根據(jù)項(xiàng)目的具體要求權(quán)衡它們的利弊。最后，經(jīng)過(guò)一些討論后，你將選擇最適合你應(yīng)用的方案。請(qǐng)確?？紤]所有因素，包括制造成本、工裝成本、維護(hù)以及產(chǎn)品壽命。

優(yōu)化并實(shí)施所選的CNC夾具

在最后一步中，對(duì)你選擇的方案進(jìn)行微調(diào)，并確定其生產(chǎn)計(jì)劃。目標(biāo)是最大限度地提高夾具的精度和成本效益。最好盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)組件（如夾具、塞柱、板等），以便利用它們的質(zhì)量和低成本優(yōu)勢(shì)。

此外，另一個(gè)建議是不要過(guò)于關(guān)注表面精加工，因?yàn)閵A具的實(shí)用性是最重要的，只有必要時(shí)才需要應(yīng)用表面精加工方法。

另外，最后的建議有點(diǎn)違反直覺(jué)但很有用，應(yīng)避免使用超緊公差，它們不一定能提高定位精度，但會(huì)增加成本。通常，機(jī)加工人員在設(shè)置和零件定位過(guò)程中可以輕松消除夾具的小誤差。

針對(duì)機(jī)加工零件的數(shù)控夾具先進(jìn)技術(shù)

數(shù)控夾具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展速度與機(jī)械加工技術(shù)本身一樣快。工業(yè)4.0的到來(lái)使CNC工裝夾具演變?yōu)橹悄茉O(shè)備。在以下部分中，我們將討論這些發(fā)展中的一些內(nèi)容。

機(jī)器人夾具裝卸

夾具的裝卸一直很耗時(shí)，現(xiàn)代車(chē)間通過(guò)使用機(jī)器人裝卸夾具節(jié)省了大量時(shí)間。它不僅速度快，而且比手動(dòng)裝卸更準(zhǔn)確。

此外，機(jī)械臂可以存儲(chǔ)數(shù)百個(gè)程序，從而使制造工程師只需使用一個(gè)機(jī)器人就可以為其整個(gè)產(chǎn)品系列實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裝卸。

數(shù)控夾具監(jiān)測(cè)

通過(guò)數(shù)控夾具監(jiān)測(cè)過(guò)程和設(shè)置也是該領(lǐng)域現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用中的一個(gè)激動(dòng)人心的方面。一些夾具設(shè)計(jì)師在夾具的不同位置使用傳感器測(cè)量來(lái)監(jiān)測(cè)夾緊力、零件驗(yàn)證和夾具位置確認(rèn)等事項(xiàng)。

夾具減振

減振是抑制機(jī)械加工振動(dòng)的重要因素，在顫振等情況下，振動(dòng)可能對(duì)零件造成災(zāi)難性影響。某些類型的數(shù)控夾具使用特殊的阻尼材料，這些材料可以吸收機(jī)械加工力，同時(shí)保持零件穩(wěn)定且定位良好。這是避免顫振等問(wèn)題的一個(gè)很好的解決方案。

你需要定制CNC夾具嗎？

在前面的部分中，我們談到了許多類型的數(shù)控夾具。然而，盡管市場(chǎng)上有如此多的機(jī)加工夾具，但使用標(biāo)準(zhǔn)夾具解決方案來(lái)夾持和定位某些零件仍然是不可能的。

在這種情況下，您可能會(huì)考慮定制數(shù)控夾具。顧名思義，它是為特定應(yīng)用量身定制的夾具。

從技術(shù)上講，決定是否需要定制夾具很容易。如果標(biāo)準(zhǔn)解決方案不夠用，就需要定制夾具。但是，您還應(yīng)考慮設(shè)計(jì)和制造定制數(shù)控工裝夾具的成本以及投資回報(bào)率。這更多是一個(gè)商業(yè)決策而非工程決策。

要考慮的另一個(gè)方面是開(kāi)發(fā)定制CNC夾具所需的工程資源，這是一項(xiàng)高度技術(shù)性的任務(wù)，需要設(shè)計(jì)師注意細(xì)節(jié)。因此，你可以聯(lián)系韋克，我們提供包括定制夾具設(shè)計(jì)和制造在內(nèi)的高質(zhì)量生產(chǎn)服務(wù)。

結(jié)論

CNC工裝夾具無(wú)疑是機(jī)械加工行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵要素，在維護(hù)其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。數(shù)控夾具種類繁多，因此在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域也極具靈活性。

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常見(jiàn)問(wèn)題

數(shù)控夾具可以?shī)A持哪些類型的工件？

數(shù)控夾具是靈活的設(shè)備，可以?shī)A持圓形、棱柱形、板形、圓柱形和不規(guī)則形狀的零件。

數(shù)控夾具是否可以在不同的數(shù)控機(jī)床之間互換？

由于大多數(shù)數(shù)控夾具具有標(biāo)準(zhǔn)幾何特征，因此它們是可以互換的。然而，在極少數(shù)情況下，如果機(jī)床規(guī)格差異很大或夾具是定制的，則可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)互換。

如何為我的應(yīng)用選擇正確的數(shù)控夾具？

需要考慮多個(gè)因素，如工件尺寸、形狀、材料、機(jī)械加工操作、這些操作的順序以及數(shù)控機(jī)床的能力。