什么是夹具和固定装置？

对于那些涉足制造或原型设计的人来说，术语“夹具”和“夹具”经常出现，尤其是在谈论机械加工时——塑料和金属零件的减材制造工艺。但是是什么 夹具和固定装置，什么是夹具和固定装置用于 ，以及为什么夹具和固定装置如此重要 ?

虽然经常组合在一起，但这两种工具在制造过程中发挥着不同的功能，并且经常与不同的制造设备一起使用。它们都有助于生产更精确和可重复的零件，并且都可以使用几种不同的制造技术制造，但夹具和固定装置仍然存在根本不同。

本文将作为任何需要解释夹具和固定装置的人的介绍。它将着眼于夹具和固定装置之间的主要区别 ，以及它们的主要应用程序 以及如何制作它们 .

什么是夹具和固定装置？

在深入了解夹具和固定装置的具体属性之前，我们应该退后一步，提出更广泛的问题： 对象的类型 治具和固定装置。

我们可以将这两个项目视为工具 或工具 ：用于制造不同于制造机械（例如 CNC 机器、3D 打印机）和正在制造的零件的新零件的工具。 （其他工具示例包括模具和冲模等材料成型设备，以及钻头等切削工具。）

更具体地说，夹具和固定装置（尤其是固定装置）都可以被视为工件夹持 设备：用于在制造过程中保持工件（正在制造的零件）稳定和安全的物品。

什么是夹具？

我们将从夹具和夹具的解释开始。简而言之，夹具是一种用于控制或引导切削工具移动的工具 例如钻头（有时同时握住工件）。

那么为什么制造商要使用夹具呢？例如，通过引入精确引导切削工具运动的工具，制造商可以保证可重复性 ：确保在一个零件的多个副本上的完全相同的位置进行相同的切割。相同的夹具可以反复使用，每次使用都会产生相同的结果。

由于它们的主要目的是引导和引导切削工具，因此夹具最常用于手动工作 ，即手工加工和钻孔。 （CNC 机器对夹具的依赖较少，因为它们的设计目的是在没有辅助的情况下提供微米级精度；它们的刀具由计算机指令“引导”。）

夹具类型：

• 模板夹具：可以安装到工件上的简单夹具，它有可以引导切削工具（例如钻头）穿过的孔。
• 板夹具：类似于模板夹具，但带有钻套，而不仅仅是孔。
• 角板治具：用于支撑工件成一定角度，便于钻孔等。对角孔。
• 叶片夹具：带有铰链叶片的夹具，可以摆动打开和关闭以加快装卸速度。
• 直径治具：用于对其他类型治具不易固定的圆形工件进行钻孔。

什么是夹具？

夹具与夹具有一些共同的特点，但它们的用途本质上是不同的。夹具的唯一功能是保持工件稳定和安全 在制造过程中；因此，夹具是真正意义上的工件夹持装置。

夹具可以执行多种功能。通过确保工件完全安全，它们确保了准确性 和可重复性 .还可以调整它们以将工件固定在特定的角度 ，允许在多个方向进行切割操作。夹具还可以防止工件意外从工作台上掉落，从而最大限度地减少错误并保证工人的安全。与夹具一样，夹具也经常用于机械加工。

您可能会看到在 CNC 加工中心和其他自动化上使用的夹具 制造设备。数控机床可以在不使用夹具的情况下引导其刀具，但如果工件不能保持安全，它们将无法正常工作。

虽然夹具通常使用紧固件固定到位，甚至由机器操作员手动固定，但夹具具有多种夹紧选项 ，包括用于施加必要力的液压、气动和真空系统。

夹具类型：

• 车削夹具：通常安装在机床主轴或面板上，车削夹具适用于更复杂的车床制造零件。
• 铣削夹具：通常使用紧固件固定在工作台上，这些夹具可以进行各种铣削操作。
• 钻孔夹具：钻孔夹具由孔和衬套组成，有时用于代替（或补充）夹具。
• 磨削夹具：用于在磨削操作中支撑工件。

治具与治具的区别

夹具和固定装置是一回事吗？不，它们不是：尽管两者都是制造中使用的工具类型，尽管它们具有一些相同的特征，但它们是不同的对象。

夹具和夹具之间的主要区别在于，夹具在控制另一种工具（通常是切削工具）的位置或移动方面起着一定的作用，而夹具则与工件的位置有关（将材料变成一个新的部分）。

夹具有时扮演两个角色，控制工件和另一个工具的位置，而夹具则扮演一个角色。

在实践中，这意味着夹具和固定装置经常在不同的情况下使用。夹具的应用通常在手工工作中发现，在这种工作中，人类需要帮助才能将切割工具移动到所需的确切位置（例如，以确保钻头在正确的位置钻孔）。另一方面，夹具的应用在手动和自动化工作中都有：刀具并不总是需要引导，但工件总是需要固定以确保精度和安全性。

治具和夹具的其他区别包括：

• 夹具通常相当轻巧，而固定装置必须足够重以提供稳定性
• 夹具可以手动固定到位，而固定装置则以机械方式固定在桌面上
• 夹具可能需要更复杂的设计，而固定装置通常更简单

治具的优点

在制造过程中使用夹具和固定装置可以在生产和零件质量方面带来显着的好处。主要好处包括：

• 提高生产率
• 无需手动测量和对齐
• 多个部分的一致性和准确性
• 减少对机械师手工技能的依赖
• 减少对制造后质量控制措施的依赖
• 提高工人的安全性
• 允许机械师调整进给和速度以加快生产速度

治具和固定装置的组件

夹具和固定装置可能看起来像简单的工具，但它们通常由几个部分组成。这些部分是：

身体 :夹具或固定装置的主体是它的主体，通常是一块坚固的金属，足以承受巨大的力量。

夹紧装置 :夹具或夹具的夹持装置用于固定工件并抵抗切削力。

定位设备 ：通常由硬化钢制成，使用定位装置（例如销）将夹具或固定装置放置在正确的位置。

衬套 :通常由工具钢制成，在一些夹具中使用衬套来引导机床运行。

如何制作夹具和固定装置

在制造夹具和固定装置方面有几种不同的选择。虽然 CNC 加工一直是主流方法，但 3D 打印现在是一种可行的替代方案。

虽然治具和夹具材料 通常是金属——更具体地说是钢，如碳钢、低碳钢和模具钢——如果需要低夹紧力，制造塑料夹具和固定装置也是可行的。尼龙是治具生产中常用的塑料。

设计注意事项

• 治具和固定装置要万无一失，防止错位
• 生产成本应低于预期的成本节约
• 位置点应该清晰（并且最好是可调节的）以尽量减少空闲时间
• 夹紧布置不应该复杂
• 夹具和固定装置应该足够坚固以供使用，但又足够轻巧以便于操作
• 工具应该有足够的空间
• 必须有足够的排屑空间

CNC加工治具

最适合：坚固的钢制夹具和固定装置，简单的几何形状

目前，CNC加工是制造夹具和固定装置的主要方法。这是因为 CNC 加工对于小批量来说具有成本效益（并且夹具和固定装置往往是为特定零件定制的）。

当夹具和固定装置需要坚固但几何形状不是特别复杂时，CNC 加工夹具和固定装置是理想的选择。大多数钢制夹具和固定装置都是数控加工的。

3D 打印夹具和固定装置

最适合：快速和塑料夹具和固定装置、复杂的几何形状

3D 打印或增材制造是用于快速制造夹具和固定装置的 CNC 加工的替代方案。与 CNC 机器一样，3D 打印机在制造一次性物品方面非常高效。

3D 打印的夹具和固定装置的几何形状可能比机加工的更复杂，而 3D 打印对于塑料夹具和固定装置来说可能是更实惠的选择（例如，通过 SLS）。然而，在大多数情况下，机加工夹具和固定装置具有出色的强度。