基于車床夾具加工與設計研究

摘要：車床夾具的加工與設計過程，一定要確保加工質量，只有合理設計及組裝組合工裝替代部分專用工裝，就可大大降低生產成本，縮短生產準備周期，緩解工裝生產瓶頸問題。同時組合夾具元件可重復使用，符合可持續發展戰略。

關鍵詞：工裝 夾具 組合夾具

筆者結合實際操作重點就夾具的設計步驟和方法進行了分析，設計了一套符合夾具的設計思路，并在保證工件加工質量的前提下，提高了生產效率，降低了生產成本，且操作方便、工作安全和減輕了工人的勞動強度。類似的夾具設計在生產車間是會經常碰到的，因此，在平時生產過程中，應注意積累和總結，在需要時才能設計出簡單、適用的專用夾具，為社會主義建設作出應有貢獻。

1、夾具的分類

按照使用的機床種類可以分為：車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、磨床夾具和鏜床夾具等。按照其通用性格和使用特點，通常可以分為通用夾具、專用夾具和組合夾具三類。其中專用夾具是為某工件的某一工序的加工要求專門設計制造的夾具。這種夾具結構緊湊、操作方便。

2、夾具的組成

定位裝置作用是使工件在夾具中占據正確的位置。夾緊裝置作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經占據的正確位置。對刀或導向裝置作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。連接元件作用是確定夾具在機床上的正確位置。夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將家具的所有連接元件連接成一個整體。其他元件或裝置是指夾具中因為特殊需要而設置的元件或者裝置。根據加工需要，有些夾具上設置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準確定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成部分。

3、專用夾具的作用

保證加工精度提高加工質量采用夾具后，由于工件相對于機床和刀具的正確位置由夾具保證，所以工件的加工過程中，各相關表面間的位置精度就可以得到保證，并比劃線找正所能達到的位置精度高。同時每一批工件基本上都能達到相同的位置精度。因而不僅工件加工精度高，而且質量也穩定。提高勞動生產率降低生產成本采用夾具后，既省去了劃線、找正等輔助時間，且定位、夾緊快捷；有些夾具還可以提高了工件或車刀的剛性，這樣便可以提高切削用量，因面提高勞動生產率。若再采用氣動或液壓傳動來驅動夾緊裝置，則效果更為顯著，同時可以大大減輕工人的勞動經度。在批量生產中使用夾具，可以保證加工精度、穩定產品，質量、提高勞動生產率、降低對工人技術水平的要求均利于降低生產成本。

解決車瘩加工裝夾中的特殊困難有些工件不論數量多少，不用夾具是很難保證加工質量的，甚至無法加工。擴大機床的加工范圍在單件小批量生產時，工件的種類多，而工藝過程較復雜，當機床的種類不齊全時，可對某種機床經過適當改造并加裝適當的夾具，使機床“一機多用”。如在車床的中滑板上裝上鏜模，車床就可以當鏜床使用。降低工人勞動強度及技術等級用夾具裝工件方便、省力、安全。當采用氣動、流動等夾緊裝置時，可以減輕工人的勞動強度，保證安全生產。用夾具裝夾時，工件的精度由夾具本身保證，因而可以降低對工人的技術要求。

4、專用夾具設計分析

夾具實例分析：鉆、鉸定位銷孔夾具設計，夾具主要用來加工大頭端面定位銷孔的，在車床曲軸或船舶曲軸等中，定位銷孔一直起著關鍵的作用。要標準才能對后工序飛輪孔加工保證其精度和位置差，才能讓主機的跳動、點火和裝配飛輪很穩定。定位銷孔一直是一個精度和形位公差要求很高的部位，好比曲軸的咽喉。所以，需要有較好工裝夾具來保證。為節約成成本，鉆床采用一般的ZC40小鉆床，鉆夾頭采用精度高的鉆石牌鉆夾頭；考慮選擇采用合理的裝夾方式保證其穩定性和工裝的耐磨、互換性：工裝夾具零部件的材料、熱處理和加工工藝能否可行等；對提供加工定位銷孔的機床做主軸和主軸套跳動和間隙等；鉆夾頭的跳動，鉸刀的錐度和跳動：工裝夾具裝配基準、坐標定向和裝配校基準的難度。

5、定位元件確定

機床曲軸為大批量生產，采用手動夾緊的夾具不僅結構簡單，在生產中的應用也比較廣泛，另外，采用手動夾緊，原始夾緊力可以連續作用，加緊可靠，方便實用。曲軸屬于軸類零件，在本道工序夾具的定位元件還是選用兩個V形塊，一個支承板來對曲軸軸向方向定位，采用一個靠山作為角度方向的定位。V形上用的抗磨塊，因為它零件是線接觸，容易磨損一處，就要采用熱處理后，硬度較高的材料，實踐證明，用Tl0A的材料的都容易磨損，也為節約成本，我們采用鑲嵌白鋼的方式，白鋼成本較低，能耐磨。曲軸定位銷孔的兩個方向多的垂直度要求10：100mm，因此，對支承板的要求較高，其經常磨損的地方要進行熱處理，同時，不能與軸頸R像干涉，保證裝夾中不會存在抵觸點。夾具體支承座，該部件采用HT200的材料，主要該材料經過失效處理后，穩定性好，不易變形，加工方便和可在利用價值高有點。

在設計中，支承座底部和背部做削器翻砂處理，便于加工平面過大，平面度達不到。兩側各有一加強勁。上面與套模版接觸地方加寬，為了是接觸更加穩定，支撐力更好。鉆、鉸套的設計，該工序因為要采用多次加工才能達到圖紙尺寸，因此采用活動鉆套和鉸套。鉆套和鉸套都是采用的Cr12的材料，熱處理后進行線切割加工，基準統一，才能達到同心的要求。上面采用活動可調式柄套，方便更換產品可用。根據工藝要求，鉆定位銷孔Ф5.7mm鉆花，只需要加工深度達9mm，內孔不能大于5.8mm，即可完成加工。即用直柄鉆花鉆孔，根據GBl141-84的規定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為Ф5.7±0.021mm。定位銷孔夾具體設計主要考慮零部件的形狀及將上述一個主要零件聯成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。

本篇文章中，我們設計主要是機床夾具設計分析及加工工藝過程：在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，夾具轉速和切削速度，其中，機床的進給量，夾具轉速和切削速度需要計算并查手冊確定。

參考文獻：

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