【夾具設(shè)計(jì)的基本要求】

（1）工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度

（2）夾緊的可靠性

（3）焊接操作的靈活性

（4）便于焊件的裝卸

（5）良好的工藝性

【工裝夾具設(shè)計(jì)的基本方法與步驟】

（1）設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備

夾具設(shè)計(jì)的原始資料包括以下內(nèi)容：夾具設(shè)計(jì)任務(wù)單；工件圖樣及技術(shù)條件；工件的裝配工藝規(guī)程；夾具設(shè)計(jì)的技術(shù)條件；夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化資料，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，工廠標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格化結(jié)構(gòu)圖冊(cè)等。

（2）設(shè)計(jì)的步驟

確定夾具結(jié)構(gòu)方案；繪制夾具工作總圖階段；繪制裝配焊接夾具零件圖階段；編寫裝配焊接夾具設(shè)計(jì)說明書；必要時(shí)，還需要編寫裝配焊接夾具使用說明書，包括機(jī)具的性能，使用注意事項(xiàng)等內(nèi)容。

（3）工裝夾具制造的精度要求

第一類是直接與工件接觸，并嚴(yán)格確定工件的位置和形狀的，主要包括接頭的定位件，V形塊，定位銷等定位元件。第二類是各種導(dǎo)向件，此類元件雖不與定位工件直接接觸，但它可確定第一類元件的位置。第三類屬于夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件相互配合的夾具元件，如夾緊裝置各組成零件之間的配合尺寸公差。第四類是不影響工件位置，也不與其它元件相配合，如夾具的主體骨架等。

（4）夾具結(jié)構(gòu)工藝性

對(duì)夾具良好工藝性的基本要求：①整體夾具結(jié)構(gòu)的組成，應(yīng)盡量采用各種標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，制造專用件的比例應(yīng)盡量少，減少制造勞動(dòng)量和降低費(fèi)用。②各種專用零件和部件結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)容易制造和測(cè)量，裝配和調(diào)試方便。③便于夾具的維護(hù)和修理。

合理選擇裝配基準(zhǔn)：①裝配基準(zhǔn)應(yīng)該是夾具上一個(gè)獨(dú)立的基準(zhǔn)表面或線，其他元件的位置只對(duì)此表面或線進(jìn)行調(diào)整和修理。②裝配基準(zhǔn)一經(jīng)加工完畢，其位置和尺寸就不應(yīng)再變動(dòng)。因此那些在裝配過程中自身的位置和尺寸尚須調(diào)整或修配的表面或線不能作為裝配基準(zhǔn)。③結(jié)構(gòu)的可調(diào)性，經(jīng)常采用的是依靠螺栓緊固，銷釘位的方式，調(diào)整和裝配夾具時(shí)，可對(duì)某一元件尺寸較方便的修磨。還可采用在元件與部件之間設(shè)置調(diào)整墊圈，調(diào)整墊片或調(diào)整套等來控制裝配尺寸，補(bǔ)償其它元件的誤差，提高夾具精度。④維修工藝性，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到維修方便的問題。

【以銑床夾具為例進(jìn)行說明】

在機(jī)床上加工工業(yè)零件的時(shí)候，必須用夾具裝好固定所要加工工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定規(guī)定好的位置上將工件可靠地固定，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。銑床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾固定工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。

（1）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動(dòng)造成的松動(dòng)，夾具體不僅要有足夠的堅(jiān)固度和強(qiáng)度，其高度和寬度比例也應(yīng)合適，一般有H/B≤1～1.20，以降低夾具重心，使加工工件的表面盡量靠近工作臺(tái)面。此外，還要合理地調(diào)整好加強(qiáng)筋和耳座。若夾具整體寬度較寬，可在夾具的同一側(cè)設(shè)置兩個(gè)與銑床工作臺(tái)T形槽間等距的耳座；對(duì)重型銑床夾具，夾具體兩端還應(yīng)設(shè)置吊裝孔或吊環(huán)等以便搬運(yùn)。除機(jī)床整體設(shè)計(jì)需注意的方面之外還需要注意一下幾點(diǎn)：

①定向鍵的設(shè)計(jì)

定向鍵也就是夾具的定位鍵，安裝在夾具底面的縱向槽中，一般為兩個(gè)，安在同一條直線上，其距離越遠(yuǎn)，導(dǎo)向精確程度越高，用螺釘緊固在夾具體上，定向鍵通過與銑床工作臺(tái)上的形槽配合以確定夾具在機(jī)床上的正確位置；除此之外還能承受部分切削扭矩，同時(shí)可以減輕夾緊螺栓的負(fù)荷，使夾具的本身更具有穩(wěn)定性，因此平面夾具及有些專用的鉆鏜床夾具也常使用。定向鍵的種類分為矩形和圓形兩種。定向精度要求重型夾具不宜采用定向鍵，而是在夾具體上加工出一窄長(zhǎng)面作為找正基面來校正夾具的正確安裝位置。

②對(duì)刀裝置的設(shè)計(jì)

對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，其作用是用來確定夾具和刀具的相對(duì)位置。對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。對(duì)刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上，這樣的位置設(shè)計(jì)便于使用塞尺對(duì)刀，而且不妨礙工件裝卸。對(duì)刀時(shí)，在刀具與對(duì)刀塊之間需要加一塞尺，為的是避免刀具與對(duì)刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過早磨損。塞尺的種類分為平塞尺和圓柱形塞尺兩種，其厚度和直徑約為4～6mm,制造公差h6。對(duì)刀塊和塞尺均已標(biāo)準(zhǔn)化，在加工使用時(shí)，夾具總圖上應(yīng)標(biāo)明塞尺尺寸及對(duì)刀塊工作表面與定位元件之間的具體位置。對(duì)刀裝置應(yīng)設(shè)置在便于對(duì)刀而且是工件切入的一端。

（2）基本要求

①為保證工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做的盡可能開敞，因?yàn)閵A緊機(jī)構(gòu)元件和加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生干涉。

②為保持零件的安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及編程坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)聯(lián)系。

③夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過程中更換夾緊點(diǎn)時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件的定位精度。

（3）常用夾具的種類

數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有以下幾種：

①萬能組合夾具。適合小批量生產(chǎn)或研制時(shí)的中小、小型工件在數(shù)控銑床上進(jìn)行銑削加工。

②專用銑削夾具。這是特別為某一項(xiàng)或類似的幾項(xiàng)工件設(shè)計(jì)制造的夾具，一般在年產(chǎn)量較大或研制時(shí)非要不可時(shí)采用。其結(jié)構(gòu)固定，僅使用于一個(gè)具體零件的具體工序，這類夾具設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)化，使制造時(shí)間盡量縮短。

③多工位夾具?？梢酝瑫r(shí)裝夾多個(gè)工件，可減少換刀次數(shù)，已便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，較適合中批量生產(chǎn)。

④氣動(dòng)或液壓夾具。適合生產(chǎn)批量較大的場(chǎng)合，采用其它夾具又特別費(fèi)工，費(fèi)力的工件，能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但此類夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)往往很高，而且制造周期較長(zhǎng)。

⑤通用銑削夾具，有通用可調(diào)夾具、虎鉗、分度頭和三爪卡盤等。

（4）數(shù)控銑床夾具的選用原則

　　在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性，選用時(shí)可參考下列原則：

①在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用萬能組合夾具，只用在組合夾具無法解決才考慮采用其他夾具。

②小批量或成批生產(chǎn)十可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。·在生產(chǎn)批量較大的可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。

（5）設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

由于銑削加工切削用量及切削得力很大，同時(shí)又是多刃斷續(xù)切削，加工時(shí)很容易產(chǎn)生振動(dòng)，因此設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)應(yīng)注意：夾緊力的大小必須調(diào)整合適，夾緊力設(shè)置過小，工件可能在加工過程中移動(dòng)而破壞夾具定位，不僅嚴(yán)重影響質(zhì)量，還可能造成事故；夾緊力過大，不但會(huì)使工件和夾具本身產(chǎn)生變形，其加工質(zhì)量也不高。

夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠，即安裝及加工時(shí)要正確使用定向鍵、對(duì)刀裝置；夾具要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要合理。車床夾具一般都是在懸臂狀態(tài)下工作的，為保證加工過程的穩(wěn)定性；夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊，輕便且安全，懸伸長(zhǎng)度盡量小，使重心設(shè)計(jì)靠近主軸前支承。為保證安全，夾具體應(yīng)制成圓形，夾具體上的各元件不允許伸出夾具體直徑之外；夾具的結(jié)構(gòu)還應(yīng)便于工件的安裝、測(cè)量和切屑的順利排出和清理。

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