中職銑工夾具設計

趙基蓉

摘 要 本文主要分析了如何向學生講解銑工實訓加工利用夾具，從而提高勞動生產率，保證加工精度等問題。

關鍵詞 多件銑夾具 設計制造 夾具定位

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A

向學生講解銑工實訓加工利用夾具，可以提高勞動生產率，提高加工精度，減少廢品，擴大機床的工作范圍，改善操作者的勞動條件。因此，夾具是機械制造中一項重要的工藝裝備。

所有的機床夾具可以分成兩大類：

第一類機床夾具是由機床附件廠或專門的工具制造廠制造的，它們只要稍加調整或更換零件就可以應用于加工不同零件。如三爪卡盤，銑切用虎鉗，分度頭等。因為它們具有通用性，所以稱之為通用夾具。

第二類機床夾具是專為某個零件的某工序而設計，制造的夾具。因為它們具有專用性，所以稱之為專用夾具。在小批生產或試制時用的組合夾具，也是專用夾具的一種。

為了適應不同零件的需要，通用夾具的結構是要復雜些。專用夾具是為特殊目的設計制造的，在成批或大量流水線生產中，大部分的機床夾具都是專用夾具，特別是鉆床，銑床，專用機床，生產流水線和自動線上用的更是如此。因此，專用夾具的設計制造，應用在機械加工中，確實發揮了很大的作用。

1專用夾具的設計

專用夾具制造批量極少，一般不經過試制階段，它的設計全過程，分為兩個階段：

第一階段是從調查研究到圖紙設計的階段，第二階段是經過制造，調整到修改完善原設計圖紙的階段。

設計的第一階段是夾具設計的關鍵階段，這個階段的工作的好壞，決定著夾具的制造質量和使用質量。設計的第二階段也是非常重要的，只有通過這個階段才能考查原來的設計是否符合預期的要求。

夾具設計需要調查以下幾個方面：

（1）熟悉零件圖紙，了解其形狀，尺寸，精度，技術要求；

（2）熟悉工藝，了解各工序之間的相互關系，本工序前有關表面粗糙度及位置尺寸，本工序的工藝要求；

（3）了解所用設備的特性，精度，有關尺寸及其與夾具連接處的形式；

（4）了解所用刀具的有關尺寸及其與夾具配合的要求；

（5）了解加工特性。

2夾具設計基礎理論與制定夾具設計方案的關系

2.1為了滿足零件的質量要求，制定出正確的設計方案

（1）如何限制好零件的自由度；

（2）如何選擇合理的定位基準；

（3）如何正確地使用定位元件；

（4）如何正確地分析加工允差和制定技術條件；

（5）如何正確選擇夾緊力的作用點，方向，大小和支承形式。夾具設計方案的選擇正確與否，將直接影響零件的質量。

2.2夾具機構設計與夾具結構設計的關系

夾具設計方案確定之后，要對夾具結構提出具體要求。每項具體要求都是通過夾具結構中一定的元件（如定位元件）和機構（如夾緊機構）的協調動作來實現的。夾具結構還要滿足生產率要求，減少操作時間。

綜上所述，掌握好夾具設計基礎理論和夾具機構分析方面的知識，對合理制定夾具設計方案和正確設計夾具結構，起著巨大的作用。

2.3定位基本原理在夾具設計中的應用

當零件未和任何表面靠住時，它是一個自由的物體，可以自由地活動，占有任意位置。一個自由的物體，它對三個互相垂直的坐標面來說，有六種活動的自由度。其中三種是移動，三種是轉動。自由物體在空間的不同位置，就是這六種活動的綜合結果，習慣上把這種活動的可能性稱為自由度。一個空間的自由物體共有六個自由度，沿x，y，z軸移動的三個自由度，繞x，y，z軸轉動的三個自由度。要使物體在某方向有確定的位置，必須限制該方向的自由度。當物體的六個自由度被完全限制之后，該物體在空間的位置也就完全確定了，所以定位就是限制自由度。要使一個物體完全定位，必須限制六個自由度。但在特殊的條件下，可不完全定位或過定位。

2.4怎樣限制好零件的自由度

零件相對于夾具的自由度分為兩種：

（1）影響加工面位置尺寸或位置精度的自由度，稱第一種自由度；

（2）不影響加工面位置尺寸及位置精度的自由度，稱為第二種自由度。

當考慮零件在夾具中的定位問題時，首先找出第一種自由度，它們必須要被限制。然后，再從承受切削力，夾緊力等需要方面考慮，對某些第二種自由度加以限制。限制第一種自由度時要考慮定位準確度。

為獲得合格零件，首先要使零件相對于機床和刀具處于正確的位置，也就是說，零件在該位置進行加工時，加工出來的位置尺寸偏差（加工偏差）小于加工允許偏差（加工允差），稱為正確定位。

正確定位主要包括三個內容：

（1）使零件的定位基準在夾具中保持正確位置；

（2）使夾具定位件與機床保持正確位置；

（3）使夾具定位件與刀具保持正確位置。

2.5怎樣選擇合適的定位基準

選擇定位基準的原則：

（1）使本工序的加工允差大；

（2）定位誤差??；

（3）對以后工序的加工余量有適當照顧；

（4）受外力后定位穩定可靠；

（5）有利于夾具結構的簡化。

3結語

生產中常常會碰到一些批量的，要求較高的小零件。由于零件體積小，裝夾定位都比較困難。靈活地運用一些小型夾、輔具，只要設計得合理，運用得巧妙，既能滿足加工零件的質量和技術要求，又能降低生產成本，提高工作效率，減少廢品的發生。此類方式可廣泛地運用于車、鉗、銑、磨等工序，都能取得滿意的效果。

參考文獻

[1] 吳拓.機床夾具設計[M].機械工業出版社，2009.

[2] 陳日曜.金屬切削原理[M].機械工業出版社，2012.

[3] 黃冰全國職業培訓教學工作指導委員會.銑工工藝學[M].機械工業出版社，2009.