高主義

摘 要：嚴(yán)格來說，生產(chǎn)任何機(jī)電產(chǎn)品都離不開機(jī)床夾具，尤其是專用機(jī)床夾具，其依據(jù)工件工藝規(guī)程的某道工序要求而設(shè)計(jì)，另外還根據(jù)生產(chǎn)批量等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量在一定程度上決定著工件的質(zhì)量，同時(shí)會(huì)影響到工件的生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。對(duì)于機(jī)電產(chǎn)品的制造行業(yè)而言，需要充分意識(shí)到機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的重要性，夾具盡量要簡單，并容易制造、裝配、檢驗(yàn)、維修等，同時(shí)還要考慮到操作方便、使用安全等因素。鑒于此，本文主要分析了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：機(jī)床夾具；分類；機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)流程；設(shè)計(jì)方法

機(jī)床夾具作為機(jī)電產(chǎn)品制造中一項(xiàng)必不可少的工具，它主要是用來裝夾工件，令工件固定在機(jī)床上，從而方便標(biāo)準(zhǔn)件的加工生產(chǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)床夾具已經(jīng)越來越跟不上機(jī)電產(chǎn)品制造行業(yè)的發(fā)展規(guī)模，設(shè)計(jì)更加高效的機(jī)床夾具非常有必要。

一、夾具的分類及典型機(jī)構(gòu)

夾具根據(jù)不同的使用工況等因素可分為：

①按夾具的通用程度和特點(diǎn)：通用夾具、一次性使用夾具、多次重復(fù)使用夾具、獨(dú)立的傳動(dòng)裝置等等。

②按夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：專用夾具、組合夾具、可調(diào)整夾具等等。

③按夾緊裝置的動(dòng)力源：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電磁夾具、真空夾具等等。

可調(diào)夾具通常又稱通用可調(diào)夾具。它是根據(jù)一些結(jié)構(gòu)相似、尺寸不同的工件的相似工序，由企業(yè)設(shè)計(jì)、制造，具有一定適用范圍的通用夾具，其由相似工件的相似工序而設(shè)計(jì)制造的通用夾具。比較常見的可調(diào)整的夾具有：彈性夾頭。

二、機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)流程

第一步，設(shè)計(jì)人員要確定好夾具的類型，按照第一部分的分類特點(diǎn)，只有先確定好夾具的類型，才能夠進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)；

第二步，設(shè)計(jì)人員要確定好各工序的定位及夾緊方式，一般應(yīng)在首序加工時(shí)加工出后面各工序的精基準(zhǔn)，并盡量使其達(dá)到統(tǒng)一，需要注意粗加工基準(zhǔn)只能夠使用一次，再就是還要選擇能夠令?yuàn)A緊力與切削力趨于平衡的夾緊裝置，同時(shí)應(yīng)盡量縮短其輔助時(shí)間；

第三步，設(shè)計(jì)人員要確定好對(duì)刀基準(zhǔn)、夾具調(diào)?；鶞?zhǔn)、工件測量基準(zhǔn)等夾具基準(zhǔn)，其中對(duì)刀基準(zhǔn)的作用是用來在工件加工時(shí)確定刀具相對(duì)工件的位置，夾具調(diào)?；鶞?zhǔn)的作用是在夾具安裝時(shí)調(diào)校自身相對(duì)機(jī)床的位置，工件測量基準(zhǔn)則是在加工后期對(duì)工件進(jìn)行在線檢測的檢測基準(zhǔn)，只有確保了以上各項(xiàng)夾具基準(zhǔn)的統(tǒng)一，才能夠保證加工精度；

第四步，設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)好夾具體，通常情況下，夾具體的結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)機(jī)床的相關(guān)參數(shù)及其相應(yīng)的加工方式來確定的，比較常見的夾具體結(jié)構(gòu)形式有旋轉(zhuǎn)型和固定型，設(shè)計(jì)人員應(yīng)正確選擇夾具體的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)要使其具有足夠的強(qiáng)度和剛度，而對(duì)于一些比較精密的夾具，應(yīng)當(dāng)時(shí)效處理其夾具主體，從而釋放其殘余應(yīng)力，避免夾具發(fā)生后期變形，再就是要注意令工件裝夾受力點(diǎn)避開工件的薄弱部位；

第五步，設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)好定位元件，設(shè)計(jì)之時(shí)應(yīng)當(dāng)要考慮到工件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、精度等要求，使其各項(xiàng)精度達(dá)標(biāo)，并要注意其危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度，盡量避免使用中途發(fā)生損壞，以及還要使其結(jié)構(gòu)符合一般的標(biāo)準(zhǔn)化要求；

第六步，設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)好夾緊機(jī)構(gòu)，使其具有合適的夾緊力和增力比，以保證其在夾緊工件原始力消失之后仍舊能夠在摩擦力的作用下保持應(yīng)有夾緊性能。

三、機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法

（一）工件以平面定位

支承定位是工件以平面定位的主要形式，在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中，平面定位的夾具支承元件常見的有：

①固定支承，其可分為支承釘以及支承板形式；

②可調(diào)支承，可調(diào)支承是支承點(diǎn)的位置能夠調(diào)整，可調(diào)支承適宜應(yīng)用在工件定位表面不規(guī)整，另外工件毛坯尺寸變化范圍較大也可盡量采用可調(diào)支承。實(shí)際上，可調(diào)支承有時(shí)候也用作成組夾具的調(diào)整元件；

③自位支承，自位支承能自動(dòng)調(diào)整適應(yīng)工件定位準(zhǔn)面變化，自位支承通常是一點(diǎn)定位，設(shè)計(jì)上，當(dāng)毛坯、斷續(xù)、階梯等表面的定位以及有角度差的平面定位適宜應(yīng)用自位支承；

④輔助支承，輔助支承不起定位作用，它是工件定位后參與支承的元件。

在機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)中，應(yīng)從夾具的合理使用、裝卸、夾緊、零件自由度、排削等角度考慮支承的定位。在回轉(zhuǎn)體類的工件加工中，通?？刹捎每烧{(diào)支承對(duì)不同尺寸的相似工件進(jìn)行加工，一方面是保證夾具的可靠性、通用性，另外也能充分發(fā)揮夾具的作用。另外定位支承可依據(jù)不同工件定位面選擇。

（二）工件以心軸定位

心軸機(jī)構(gòu)形式多樣化，其主要是通過孔或心軸接觸表面的彈性變形固定工件，固定時(shí)需要壓入或敲進(jìn)。在設(shè)計(jì)上如果要取得精準(zhǔn)的定位通?？刹捎眯″F度心軸定位，在一般生產(chǎn)的過程中，除了可采用剛性心軸還能選擇自動(dòng)定位心軸、彈性心軸、液塑心軸等，它們既能在工件定位同時(shí)也能夾緊工件，方便使用。

（三）工件以外圓表面定位

工件以外圓表面定位分為定心定位以及支承定位，其定位與圓柱孔定位的情況相似，其中套筒或卡盤與圓柱孔定位的心軸或柱銷類似，錐套與錐銷相類似。

在設(shè)計(jì)上，由于V形塊對(duì)中性好，對(duì)非完整外圓表面的定位也適用，工件以此種方式定位時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮V形塊。另外V形塊兩斜面間的夾角通常為60°、90°、120°，實(shí)際上較多地采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，因此，設(shè)計(jì)中也往往采用90°。

四、結(jié)語

總之，為了生產(chǎn)出高質(zhì)量的機(jī)電產(chǎn)品，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)人員必須了解機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中的注理事項(xiàng)，努力做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足，及時(shí)改進(jìn)，這樣才能設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)代機(jī)電制造業(yè)需要的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。另外，機(jī)電夾具設(shè)計(jì)人員一定要充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造性思維，這樣才能從根本上促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)。機(jī)床夾具在實(shí)際上具有自身的局限性，雖然它在機(jī)械制造業(yè)中占有十分重要的地位，但是其設(shè)計(jì)制造周期較長、對(duì)毛坯的質(zhì)量要求較高，如果產(chǎn)品改型，專用夾具便不符合生產(chǎn)要求，因此其適宜在生產(chǎn)批量大、品種穩(wěn)定的生產(chǎn)企業(yè)使用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)辯證地設(shè)計(jì)及使用機(jī)床夾具。

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