夾具體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

摘 要：夾具體設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及重點(diǎn)，及夾具結(jié)構(gòu)方案的確定。

關(guān)鍵詞：夾具體；結(jié)構(gòu)；基準(zhǔn)

夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)和裝置等。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該滿足下面的一些基本要求。第一夾具體的剛度和強(qiáng)度要滿足相應(yīng)的要求。第二是夾具體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要簡單，具有良好的工藝性。第三是尺寸要穩(wěn)定。第四是便于排屑。

1.夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)

在選擇夾具體的毛坯機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。下表為各種夾具毛坯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用場合。

2.夾具體外形尺寸的確定

夾具制造屬于單件生產(chǎn)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以在夾具體設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算的地方都不是特別復(fù)雜。我們通常的做法是參照相同或類似的其它夾具結(jié)構(gòu)，并根據(jù)相關(guān)的夾具體設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)我們在設(shè)計(jì)夾具體總體裝配圖的時(shí)候，根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)有工件、對(duì)刀和定位元件、預(yù)緊和裝夾裝置、以及其他的一些機(jī)構(gòu)和裝置之間的裝配關(guān)系，夾具體的外形結(jié)構(gòu)和外形尺寸我們就可以大概的確定下來了。根據(jù)夾具體設(shè)計(jì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，我們列舉了夾具體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸的一些經(jīng)驗(yàn)性數(shù)據(jù)，以此用以進(jìn)行參考，如下表所示。

夾具體上不加工表面與工件表面之間的間隙 夾具體是毛面，工件也是毛面，取8-15mm

夾具體是毛面，工件時(shí)光面，取4-10mm

3.夾具體的排屑結(jié)構(gòu)

為了便于排除切屑，不使其聚積在定位工件工作表面上而影響工件正確定位，一般在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)采用必要措施。

3.1 增加容納切屑的空間

在夾具體上增設(shè)容屑溝或增大定位元件工作表面與夾具體之間的距離。適用于加工時(shí)產(chǎn)生的切屑不多的場合。

3.2 采用切屑自動(dòng)排除結(jié)構(gòu)

在夾具體上專門設(shè)計(jì)排屑用的斜面和缺口，使切屑自動(dòng)由斜面處下面排至夾具體外。如在夾具體上開出排屑用的斜面，是鉆孔的切屑，沿斜弧面排出。針對(duì)于銑床夾具的夾具體內(nèi)，設(shè)計(jì)排屑腔，切屑落入腔內(nèi)后，沿斜面排出。試用于切屑較多的場合。

4.夾具設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)

在夾具的設(shè)計(jì)過程中，要保證整個(gè)夾具工作的精度，需要滿足下面兩方面要求。第一要確定相關(guān)的尺寸精度，第二要保證夾具的各個(gè)元件和相關(guān)元件間的位置。我們通常用符號(hào)來表示，也可以使用文字來表示，并統(tǒng)稱為夾具的設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)。大致可以概括為以下幾方面內(nèi)容：

（1）各個(gè)定位元件之間的相互位置是有要求的，各個(gè)定位元件與夾具體底面之間也是有相互的位置要求的。

（2）對(duì)刀元件與各個(gè)連接元件之間也要有相互的位置要求。

（3）各個(gè)定位元件與各個(gè)定位元件的連接元件之間要有相應(yīng)的位置要求。

（4）各個(gè)定位元件與其他元件之間（如引導(dǎo)元件）也要有相應(yīng)的位置要求。

為了能夠保證工件能夠順利加工，上述四點(diǎn)要求必須保證。使用單位在對(duì)夾具的按期檢修過程中，也要嚴(yán)格依據(jù)上述的四點(diǎn)要求，這是重要的技術(shù)和理論依據(jù)。所以，我們在繪制夾具的總裝配圖時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際的情況把其之間的位置標(biāo)注在圖紙上。

4.1 外圓磨床與車床的夾具有哪些技術(shù)要點(diǎn)

上述兩種機(jī)床設(shè)備的夾具大多為心軸類或卡盤類，這兩類的夾具通常是以工件的內(nèi)孔表面或者是工件的外徑表面作為裝夾和定位的基準(zhǔn)。所以，此類夾具的技術(shù)要點(diǎn)就是由確定工件內(nèi)徑基準(zhǔn)孔或外徑外圓的正確位置應(yīng)用的定位元件的基本尺寸和形狀與位置公差所構(gòu)成的。通常包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

（1）和工件相互配合的內(nèi)孔表面或外徑表面相對(duì)于中心線的同軸度。

（2）當(dāng)出現(xiàn)雙重配合時(shí)，（即工件的軸心與夾具軸心為雙重配合），要對(duì)雙重配合的部分提出要求。

（3）夾具的定位表面與機(jī)床設(shè)備的夾具安裝基準(zhǔn)面之間的垂直度或平行度。

（4）定位的基準(zhǔn)面與同向同軸臺(tái)肩之間的垂直度。

（5）所有定位面之間關(guān)于垂直度和平行度的要求。

（6）平面度、直線度和等高性在定位面上的要求。

剛性軸和彈性軸是心軸類夾具定位部分結(jié)構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)形式。在心軸了夾具的制作過程中，其制造公差可以放寬，因?yàn)?，剛性心軸與工件基準(zhǔn)孔之間存在的配合間隙，隨著定位部分的均勻脹開會(huì)逐漸的消除。

心軸的安裝方式有兩種，第一種方法是使用頂尖安裝在機(jī)床設(shè)備上，第二種方法是使用帶錐度的尾柄直接將其插入機(jī)床主軸設(shè)備的錐孔內(nèi)。所以，在安裝的過程中，我們要對(duì)心軸的定位表面與回轉(zhuǎn)中心的圓跳動(dòng)公差的范圍大小予以規(guī)定。

4.2鏜床與鉆床的夾具有哪些技術(shù)要點(diǎn)

導(dǎo)套的精度和導(dǎo)套的位置精度是用來保證在鏜床和鉆床上加工孔和孔系時(shí)的尺寸精度和相對(duì)的位置精度。

導(dǎo)套內(nèi)徑的基本尺寸既為刀具最大極限尺寸，其公差按基軸制配合制定。鉆孔、擴(kuò)孔和粗絞孔取F8或F7；精絞孔取G7或G6.如果刀具不是用切削部分而是用圓柱部分（如接長的擴(kuò)孔鉆、鉸刀等）導(dǎo)向時(shí)，也允許采用基孔制的相應(yīng)配合，既孔用H7，軸用f7，f6，g5。

導(dǎo)套的內(nèi)徑和外徑之間的同軸度公差不超過0.005mm。

導(dǎo)套之間的位置精度，需要有相應(yīng)的技術(shù)要求來保證。鏜床和鉆床夾具的相關(guān)技術(shù)要求主要包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容。

（1）夾具的定位表面對(duì)夾具安裝基面的垂直或平行度。

（2）關(guān)于導(dǎo)套的同軸線的同軸度。

（3）導(dǎo)套中心對(duì)定位表面和夾具的安裝基面的垂直度或平行度。

（4）夾具的定位表面和導(dǎo)套的軸線相對(duì)于校正基面的垂直度或平行度。

（5）夾具的定位表面的平面度和直線度以及等高性。

（6）各個(gè)導(dǎo)套之間的被加工表面與定位表面間的要求，包括尺寸要求和相互位置要求。

4.3銑床、刨床及平面磨床夾具的主要技術(shù)條件

平面磨床、銑床、刨床夾具的相關(guān)技術(shù)條件和技術(shù)要求，主要包括以下幾方面內(nèi)容。

（1）夾具的定位表面相對(duì)于夾具安裝基面之間的垂直度或平行度。

（2）夾具的定位表面也叫夾具的導(dǎo)向面或夾具的中心線相對(duì)定位鍵工作面也加夾具的正基面之間的平行度或垂直度。

（3）夾具的定位表面的平面度和直線度以及夾具支撐板的等高性。

（4）夾具各個(gè)定位表面之間的垂直度或平行度。

（5）各個(gè)對(duì)刀塊工作表面到定位表面距離的制造公差。

5.結(jié)束語

在對(duì)夾具工裝進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，夾具的質(zhì)量好壞直接能夠影響其生產(chǎn)的效率與成本，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等方面也會(huì)造成直接的影響。所以在夾具工裝的設(shè)計(jì)夾具過程中，應(yīng)該充分的考慮夾具實(shí)用性和能過產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，而且還要考慮其可靠性、穩(wěn)定性，以及美觀的藝術(shù)性等等。通過對(duì)夾具設(shè)計(jì)和計(jì)算，我們將機(jī)械設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力的有機(jī)的結(jié)合在一起，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合嗎。收獲更深的應(yīng)該是夯實(shí)并拓。

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作者簡介：

劉裕濤（1982-），男，本科，工程師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。