CNC 夹具：类型、用途和设计指南
创建者：
陈智思
刊登：
24/04/2024
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内容
隐藏
I.
什么是数控夹具？
二。
CNC夹具在加工过程中的作用
第三。
CNC夹具的种类
四。
CNC 夹具设计的注意事项
V.
常见问题
当您从事机械加工时，您知道找到将工件牢固固定到位的东西是多么重要。这就是夹具的用武之地。夹具可以让您在数控机床上准确定位和夹紧零件。
但是，对于专用、模块化和灵活等不同类型的固定装置，您如何知道使用哪一种以及如何设计它们？不用担心，我们将在本指南中引导您了解有关 CNC 夹具所需的所有信息。
什么是 是CNC夹具吗？
CNC 夹具是一种定制工件夹具，可将工件牢固地固定在计算机数控 (CNC) 加工中心上。它使机床能够准确定位和固定工件，以进行切割、钻孔和铣削等加工操作。该夹具具有内置定位器和夹具，可以夹紧工件而不损坏工件。
CNC夹具的作用 在机械加工过程中
CNC夹具在加工过程中发挥着不可或缺的作用。它们将工件牢固地固定到位，以便切削刀具能够准确地加工零件。
工作空间
任何夹具的主要目的是工件固定。夹具需要足够紧地夹紧工件，使其在加工过程中不会移动，同时也不会损坏零件。夹具使用夹具、虎钳和定位器来固定工件。
夹具施加压力以夹紧零件的侧面或边缘。虎钳具有夹紧工件的钳口。定位器定位并对齐工件。
准确性
正确的工件夹紧是实现严格公差和准确的最终零件的关键。如果工件在加工过程中移动或振动，特征可能会不符合规格。夹具应将工件定位在每个新零件的相同位置。它们还应该均匀分布夹紧力，这样工件就不会变形。
最大化主轴时间
高效的夹具可最大限度地缩短设置时间，以便主轴在尽可能长的时间内积极进行切削。快速更换的夹具和标准化的夹紧机构允许快速装卸新工件。防错设计有助于防止错误。
精心设计的 CNC 夹具可提高工件质量、减少浪费并提高生产率。它们可能看起来只是整个加工过程的一小部分，但它们的作用至关重要。
类型 CNC治具
根据应用，数控机床上使用各种夹具。最常见的是：
铣削夹具
磨 夹具用于牢固地夹紧和定位工件，以进行端面、开槽、齿轮切削等铣削操作。夹具必须承受高切削力，并允许轻松装卸工件。它们由合金钢等硬化材料制成。最常见的类型是虎钳夹具和夹紧台。
铣削夹具用于在铣削操作过程中牢固地固定和定位工件。最常见的是：
虎钳夹具：
适合夹紧棱柱形零件的简单夹具。它们提供快速设置，但精度有限。
角板：
用于以一定角度固定工件以进行角度铣削。它们提供可调节的角度设置，但设置需要时间。
分度头：
用于圆柱形工件的分度和旋转。它们提供精确的旋转和分割，但设置复杂。
车削夹具
谈到 夹具用于在车床上进行车削操作时固定和旋转工件。夹具必须将工件与车床轴对齐并允许以不同的速度进给。最常见的类型是卡盘、夹头和面板。这些夹具从外径夹紧工件。
车削夹具用于在车床上进行车削操作时牢固地固定和定位工件。常见的有：
查克：A 第三夹具 卡盘夹持工件进行旋转。三爪 夹具 卡盘用途广泛，但缺乏精度。 4爪 夹具 卡盘提供精确的夹紧，但安装时间较长。
面板：面板固定装置安装 一个盘子 偏心或形状不规则的工件。它们可以处理复杂的形状，但需要仔细平衡才能平滑旋转。
心轴：心轴穿过中心孔或中空部件，从内部夹紧。心轴提供良好的同心夹紧，但仅适合与 带孔产品 中心孔或空心形状。
车削夹具可实现高效的金属切削、产生精确的尺寸和良好的表面光洁度。合适的夹具取决于工件的尺寸、形状和特征。
研磨治具
研磨
夹具用于在表面磨削、外圆磨削、内圆磨削等过程中固定和定位工件。它们必须承受高温并允许均匀的材料去除。通常使用磁性和机械夹具。
钻孔夹具
钻探 夹具精确定位并夹紧工件，以便在所需位置钻孔。它们具有引导钻头的衬套和支撑大型工件的支柱。最常见的类型是钻床工作台、钻夹具和钻模板。
无聊的夹具
Boring 夹具用于在工件上钻出精确的孔。他们必须将工件定位在固定位置，以便镗杆能够将孔加工成精确的尺寸。具有可调节挡块的镗孔夹具通常用于重复镗孔操作。
所使用的数控夹具类型取决于工件的几何形状、加工工艺、所需的精度和产量。正确设计的夹具可提高生产率、质量并减少操作员疲劳。借助各种可用的夹具，您可以在数控机床上实现高效的金属切削。
需要考虑的事项 用于 CNC 夹具设计
设计 CNC 夹具时，需要考虑几个因素以确保最大效率 和质量。工件的材料、所需的公差等级以及 的质量和数量 重要的参考面都发挥着作用 的质量 最终设计。
工件材质
构成工件的材料决定了 善良和 各种类型的夹具和定位器效果最佳。钢等较硬的材料需要更坚固的夹紧，而较软的材料需要更精细的处理以避免留下痕迹或变形。还必须考虑材料的热膨胀系数，以确保加工过程中保持精度。
提高容忍度
成品零件影响所需的公差水平 详细信息 定位器和夹具的设计。更高精度的零件需要具有更多定位器的极其刚性的夹具，以最大限度地减少加工过程中移动的可能性。夹具还应施加均匀的压力并避免工件偏斜。
参考重要表面
任何将配合或对齐的关键表面 工作部分 与其他部件必须高精度定位和夹紧。夹具应在这些关键接口处夹紧工件，以确保它们 位于和 加工正确。定位器应在这些表面上的三个点上接触工件，以明确定位。
安全夹紧
夹具必须将工件牢固地夹紧到位。如果 夹紧 加工过程中工件发生移动，可能会导致错误和零件报废。夹具应在工件周围施加均匀的压力。气动或液压夹具是一个不错的选择，因为它们提供强大、一致的夹紧力。对于形状不规则的工件，请考虑使用多个较小的夹具，而不是一个大的夹具。
稳定性和刚性
夹具本身必须坚固且稳定，以承受加工操作的力。如果夹具弯曲或振动，则会对精度和精加工质量产生负面影响。使用坚固的材料（如钢）建造固定装置。支撑大型固定装置以防止在压力下扭曲。将夹具直接安装到 CNC 工作台上，以实现最大的稳定性。
对齐和定位
夹具必须准确地将工件对准并定位在正确的加工方向上。未对准将导致零件出现故障。在夹具设计中包括导销、寄存器和挡块，以正确定位工件。对于重复作业，能够以每组相同方式一致对齐工件的夹具至关重要。考虑操作顺序以及在多次设置期间需要如何重新定位工件。
材料相容性
选择与工件材料相适应的夹具材料。不同种金属接触会导致电偶腐蚀。当不同材料不可避免时可能需要涂层。如果使用夹具，请选择不会损坏工件表面的夹爪和垫板。软钳口或钳口垫通常用于精密工件。
遵循这些指南将帮助您设计一个 质量 数控夹具 和工具 它可以牢固地固定工件，承受加工力，精确对准工件，并防止材料不兼容问题。有效的夹具 和工具 是安全、精确和可重复 CNC 加工的关键。
常见问题
夹具偏移是指夹具相对于机器坐标系的位置。当您在 CNC 机床上安装夹具时，您必须测量其准确位置并将这些测量结果输入 CNC 控制器。
然后，控制器将使用该信息来调整编程的刀具路径，以考虑夹具的位置。这使得数控机床能够准确地加工零件，即使夹具每个周期可能不处于完全相同的位置。
CNC 夹具有哪些示例？
CNC 夹具的一些常见示例包括：
虎钳： 虎钳将工件固定到位，同时允许进行加工。它适用于简单的棱柱形零件。夹钳： 夹具用于将板材或奇形零件牢固地固定到位。它们有多种款式可供选择 温 不同 目的和 领域广泛应用，提供了卓越的解决方案。夹具： 夹具定位并支撑工件，同时引导切削刀具。对于重复性有好处 就业和 复杂零件的加工。夹头： 卡盘直接安装在机床主轴上以固定和旋转工件。它通常用于车床操作。托盘： 托盘夹具可以快速 而且容易 通过将工件预先装载到可换入和换出的托盘上来更换零件。这减少了设置时间。
铣削夹具和车削夹具有什么区别？
铣削夹具和车削夹具之间的主要区别是：
铣削夹具用于铣床，而车削夹具用于车床。铣削夹具通常在刀具移动时保持工件静止，而车削夹具则在刀具进给工件时旋转工件。铣削夹具通常有一个平坦的底座，而车削夹具则直接安装在 面对桌子并且 滑下 面对 车床主轴。铣削夹具从多个侧面固定工件，而车削夹具则夹紧工件的外径。磨 工具 夹具必须承受刀具高速旋转的力，同时车削 工具 夹具必须能够承受工具进给旋转的阻力 表或 工件。这个 细节和 具体设计 详情 任何夹具的选择取决于特定加工操作的需要。但总的来说，目标是相同的：牢固、一致地固定工件，以实现准确、高效的金属切削。
作者
加文·利奥 是 Aria 的技术作家 8年工程经验，精通各种材料的加工特性和表面光洁度工艺。并参与开发了100多个复杂注塑和数控加工项目。他热衷于分享他的知识和经验。