1.3 数控机床夹具
在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，必须将工件装夹在机床上或夹具中。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品的产生；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。
（1）夹具的组成
夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体和其他装置等几部分组成。
定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置。夹具体用于将夹具上的所有组成部分连接成为一个整体的基础件。其他装置或元件包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等。
（2）夹具的类型
①按适用机床分类 夹具按适用机床分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等。
数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘带动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘带动旋转。如图1-15所示为三爪自定心卡盘，用于回转体工件的装夹。如图1-16所示为四爪单动卡盘，用于非回转体或偏心件的装夹。
图1-15 三爪自定心卡盘
图1-16 四爪单动卡盘
数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其型式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。如图1-17所示为液压台虎钳，分固定侧与活动侧，固定侧与底面作为定位面，活动侧用于夹紧。
图1-17 液压台虎钳
②按用途分类 夹具按用途分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、成组夹具等。
a.通用夹具。通用夹具是指一般已经标准化，可以用来加工不同工件而不必特殊调整的夹具。通用夹具具有很大的通用性，可以用来装夹不同的工件，如车床上使用的三爪自定心卡盘、四爪卡盘，铣床上使用的万能分度头、平口钳、回转工作台等。这类夹具主要用于单件小批量生产。
通用夹具大多已标准化，并作为机床附件由专业工厂生产。
b.组合夹具。组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组装而成的专用夹具。组合夹具常分为孔系组合夹具（图1-18）和槽系组合夹具（图1-19）两大类。
图1-18 孔系组合夹具
图1-19 槽系组合夹具
1—长方形基础板；2—方形支撑件；3—菱形定位盘；4—快换钻套；5—叉形压板；6—螺栓；7—手柄杆；8—分度合件
组合夹具的优点：使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费，方便库存保管；另外，其组合时间短，能够缩短生产周期，反复拆装，不受零件尺寸改动限制，可以随时更换夹具定位易磨损件。
组合夹具的缺点：组合夹具需要经常拆卸和组装；其结构与专用夹具相比显得复杂、笨重；对于定型产品大批量生产时，组合夹具的生产效率不如专用夹具生产效率高。
组合夹具的适用范围：组合夹具适用于新产品研制，单件、小批量生产，适用于产品品种多、生产周期短的产品结构；机床设备适用于钻床、加工中心、镗床、铣床、磨床，也可以组合成装配工装、检查的检具和焊接夹具。
c.专用夹具。专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。专用夹具结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批量生产。如图1-20所示为连杆加工专用夹具，该夹具靠工作台T形槽和夹具体上定位键确定其在数控铣床上的位置，并用T形螺栓紧固。
图1-20 连杆加工专用夹具
③根据产生夹紧力的动力源分类 夹具根据产生夹紧力的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
（3）夹具的选择
数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：
①尽量选用可调整夹具、组合夹具及其他通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。
②在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。
③装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。
④夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。
（4）工件在夹具上的安装
数控机床上工件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点。
①力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。
②尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。