CNC 工件夹持方法 - 寻找装载工件进行 CNC 加工的最佳方式

在制作 CNC 加工零件时，首先要弄清楚装载和夹持工件的最佳方式是很重要的。这一步是在绘制刀具路径之前进行的，在此过程中起着重要作用。

工件夹持和装载是 CNC 加工过程的关键方面。您的工件只会与它在机器工作表面上的站立和稳定程度一样好。因此，机械师和工程师提出了许多保持工件稳定的解决方案。

在本文中，我们将介绍一些最突出的工件夹持方法，并评估它们各自的优缺点。

T 形槽

T 形槽对工件夹持至关重要，它提供了一个 T 形切口，其中 T 的横杆位于工作台的下侧或工作台本身内。这允许螺母配合到槽中以提供用于插入螺栓或夹具的可移动位置。

夹子有很多种，各有优缺点。

粘合

在工作台上添加电木块是一种流行的工件夹持方法，特别是对于原型加工。工件很容易粘在电木台上，中国的原型制作公司大多都是这样。

胶合仍然是一种非常简单且流行的工件夹持解决方案。它可用于扁平和不规则形状的材料。它可以提供比地毯胶带更高的强度，同时无需工作固定片。从床上移除部件需要刮漆器或手动剥离。胶水特别适用于原型加工和塑料。

正确涂胶需要铺设均匀的层，以保持工件水平。这是一种快速、便宜且有效的工件夹持选项，但根据所使用的材料，它的工作方式会有所不同。例如，热胶有时会从泡沫和木材等材料中取出大块。防止损坏的最佳方法是有选择地涂上胶水，并将其涂在美观或功能不重要的区域，或用于易于去除的薄层。

同样，胶水会更快地在金属上硬化。处理金属时，避免胶水过快硬化的一种方法是将材料放在固定在床上的非金属废板上。材料应该在上面，这样胶水就有机会粘在两个表面上，而不是自行硬化。

优点：可以一次性将多个部件粘在桌子上，这对操作员来说工作量更少。这是创建塑料或铝制原型的有效方法。

缺点：工件有可能剥落。拆卸时也有可能损坏零件。

螺栓连接

螺栓是直接使用 T 形工作台固定工件进行加工的好方法。坦率地说，添加一个铝块甚至是一个更好的主意，因为它很容易在需要的地方创建螺纹孔。螺纹孔与夹具齐头并进，可实现更好的平整度和稳定性。

用于将材料固定下来的物品包括 T 型螺母、螺柱和法兰螺母。如果工作表面有螺纹嵌件而不是 T 形槽，螺栓和螺母会特别有用。在这些情况下，可以将螺栓拧入嵌件以固定各种设计的夹具，使其保持在适当的位置。

优点：螺栓固定是一种非常稳定的固定工件的方法，然后您可以非常有力地切割工件。复杂的几何形状不会成为问题。

缺点：使用螺栓需要额外的材料来用作框架。在加工大体积零件时，材料浪费可能很关键，而且装载时间很长。从框架上切割零件时，铰链痕迹可能会带来问题。

虎钳

机械师在固定工件时经常使用虎钳作为标准方法。当工具处理材料时，虎钳通常从末端固定工件，固定在两个钳口之间。它们对于那些有直边的棋子特别有用，但它们也可以适用于那些有圆边的棋子。

根据虎钳的类型，加工圆形边缘可能需要软钳口的帮助，可以铣削以支撑工件。现代虎钳设计有一个快速开关底座，允许机械师从 CNC 机床装载工件。零件完成后，可以快速装载下一批。虎钳也是我们 CNC 车间的首选。

优点：虎钳允许高速切割，并且在制作重复零件时可以轻松定位工件。它们是制造大批量 CNC 零件的有效方法。您还可以在 CNC 机床上放置多个虎钳，一次性制作不同的零件。

缺点：零件必须具有具有平行表面的规则几何形状。否则，需要定制钳口。

夹子

有几种类型的夹具可用于 CNC 加工过程中的工件夹持。它们包括组合夹、钳子和 C 形夹。

组合夹 或“积木夹”由一系列设计标准化、功能不同、规格和尺寸不同的部件组成。根据加工要求，这些机床夹具可以像积木一样组装。由于其性质，组合夹具在设计和制造方面非常省时，因此适合小批量生产周期。该组合夹具还具有定位精度高、夹持灵活性大、可重复使用、节能节材、使用成本低等优点。它适用于需要稍微复杂形状的小批量生产。

夹具的另一个优点是它们能够改进特定组件并根据工件的特定要求进行更换。例如，使用复合精密平口钳 可以产生更多的通用性，更高的标准化，更容易使用和更可靠的夹紧。这种精密平口钳的优点是安装和夹紧方便快捷。缩短生产准备时间，提高小批量生产效率。

C-Clamps 等更简单的夹具 在五金店很容易找到。它们便宜且易于使用，但它们的简单性可能有缺点。仅在一侧夹紧材料有时会导致其在另一侧抬起，因此在加工之前确保材料平整很重要。同样，从材料中切割出零件和零件可能很棘手，需要多个夹具以及可能还需要其他固定材料的方法。对于更重型的项目，不同类型的夹具更适合简化工作流程。

其他改进这些夹具的方法包括使用光滑的夹具底座 或使用特殊的磁性材料。后者用于电磁永久夹持夹具 ，可用于提高数控机床和加工中心的加工效率。传统夹具的定位组件和夹持元件会占用大量空间，但由于电磁永久夹具使用材料固有的磁力，因此它们没有这些占用空间的组件。这可以为各种加工操作省去很多麻烦，并最大限度地减少可能妨碍机床的障碍物。但是，必须注意确保磁铁的吸力足以抵抗切割力。

液压和气动夹具 使用额外的动力源通过液压或气动元件正确定位、支撑和压缩工件。因此，他们可以准确快速地确定相互位置，为机床和刀具调整工件。它们还可以带来其他优点，如结构紧凑、多工位夹紧、高速重切削和自动控制，所有这些都加快了材料的加工速度。这为它们提供了额外的实用性，使其成为 CNC 机床、加工中心和柔性生产线的理想选择。

真空表

真空台通过产生压紧力来压住工件——这是由零件下方的真空与从上方向下推动的大气压力之间的差异引起的。真空工作台通常是在 CNC 路由器上完成平板工作的最佳解决方案。

这些表格可以非常准确、灵活和高效。它们适用于多种材料，尤其适用于不可夹持的材料（如高科技复合材料或高级合成材料）。它们还可以以夹具和其他解决方案无法做到的方式最大限度地减少障碍物，同时还可以更加高效地进行设置和转换。

然而，真空表确实有其缺点。真空台最适合扁平材料，因为具有不同几何形状的零件需要额外的准备。某些小部件也可能没有足够的表面积来容纳它们，尽管更高级的真空台类型具有更均匀或更集中的向下拉力可以管理这些物品。

优点：真空台的加载时间非常快，适用于不可夹持的材料。

缺点：大多数真空台仅适用于简单的扁平零件。

磁力台

磁性工作台使用磁性底座来固定由合适金属制成的工件。它们是模具制造行业的一种流行解决方案，因为大多数模具型腔都是由钢制成的。但是，它们也用于钢制工件的一般 CNC 加工操作。

大多数磁性工作台是电磁的，因此在加工完成时可以停止磁力。它们允许快速设置，并且由于不需要物理夹具或其他设备，它们允许出色的切削工具访问。它们适用于轻型或重型加工，但不能用于非磁性工件，例如铝制工件。

优点：磁性工作台允许完全切割，并且可以快速设置。它们也非常安全可靠。

缺点：磁性工作台只能用于磁性金属，限制了它们在以铝为主的制造领域的使用。

自定义夹具

铣削大体积零件时，标准的工件夹持方法可能不够用。如果是这种情况，可能值得制作定制夹具以便对零件进行 CNC 加工。在批量生产过程中，减少秒数会产生很大的不同。

夹具可以引导刀具路径并大大提高产品质量，但只有在需要绝对稳定性时才需要它们。工件通常滑入或落入夹具中，并用一个或两个快速夹具固定到位。

定制生产夹具有明显的优势，它们可以用不同的方式制造。需要高刚度和严格几何公差的夹具最好使用 CNC 加工制造，而设计成符合弯曲零件的夹具可能更容易通过 FDM 或 SLS 3D 打印生产。

优点：可以为超大或不规则工件量身定制定制夹具，减少设置时间并保证稳定性。

缺点：延长周转时间并增加支出。夹具不适合其他常见部件。

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