夾具體的設計要點

摘 要：夾具體設計的要點及重點，及夾具結構方案的確定。

關鍵詞：夾具體；結構；基準

夾具體是夾具的基礎件。在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件，機構和裝置等。在設計的時候，應該滿足下面的一些基本要求。第一夾具體的剛度和強度要滿足相應的要求。第二是夾具體的設計結構要簡單，具有良好的工藝性。第三是尺寸要穩定。第四是便于排屑。

1.夾具體的毛坯結構

在選擇夾具體的毛坯機構時，應以結構合理性、工藝性、經濟性、標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據綜合考慮。下表為各種夾具毛坯結構的特點和應用場合。

2.夾具體外形尺寸的確定

夾具制造屬于單件生產，為縮短設計和制造周期，減少設計和制造費用，所以在夾具體設計時，需要計算的地方都不是特別復雜。我們通常的做法是參照相同或類似的其它夾具結構，并根據相關的夾具體設計經驗進行確認。當我們在設計夾具體總體裝配圖的時候，根據當前現有工件、對刀和定位元件、預緊和裝夾裝置、以及其他的一些機構和裝置之間的裝配關系，夾具體的外形結構和外形尺寸我們就可以大概的確定下來了。根據夾具體設計的相關經驗，我們列舉了夾具體結構相關尺寸的一些經驗性數據，以此用以進行參考，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，工件時光面，取4-10mm

3.夾具體的排屑結構

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，一般在設計夾具時，應采用必要措施。

3.1 增加容納切屑的空間

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

3.2 采用切屑自動排除結構

在夾具體上專門設計排屑用的斜面和缺口，使切屑自動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。針對于銑床夾具的夾具體內，設計排屑腔，切屑落入腔內后，沿斜面排出。試用于切屑較多的場合。

4.夾具設計相關技術要點

在夾具的設計過程中，要保證整個夾具工作的精度，需要滿足下面兩方面要求。第一要確定相關的尺寸精度，第二要保證夾具的各個元件和相關元件間的位置。我們通常用符號來表示，也可以使用文字來表示，并統稱為夾具的設計技術要點。大致可以概括為以下幾方面內容：

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

（2）對刀元件與各個連接元件之間也要有相互的位置要求。

（3）各個定位元件與各個定位元件的連接元件之間要有相應的位置要求。

（4）各個定位元件與其他元件之間（如引導元件）也要有相應的位置要求。

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

4.1 外圓磨床與車床的夾具有哪些技術要點

上述兩種機床設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孔表面或者是工件的外徑表面作為裝夾和定位的基準。所以，此類夾具的技術要點就是由確定工件內徑基準孔或外徑外圓的正確位置應用的定位元件的基本尺寸和形狀與位置公差所構成的。通常包括以下幾個方面的內容。

（1）和工件相互配合的內孔表面或外徑表面相對于中心線的同軸度。

（2）當出現雙重配合時，（即工件的軸心與夾具軸心為雙重配合），要對雙重配合的部分提出要求。

（3）夾具的定位表面與機床設備的夾具安裝基準面之間的垂直度或平行度。

（4）定位的基準面與同向同軸臺肩之間的垂直度。

（5）所有定位面之間關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構的兩種結構形式。在心軸了夾具的制作過程中，其制造公差可以放寬，因為，剛性心軸與工件基準孔之間存在的配合間隙，隨著定位部分的均勻脹開會逐漸的消除。

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

4.2鏜床與鉆床的夾具有哪些技術要點

導套的精度和導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的尺寸精度和相對的位置精度。

導套內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（如接長的擴孔鉆、鉸刀等）導向時，也允許采用基孔制的相應配合，既孔用H7，軸用f7，f6，g5。

導套的內徑和外徑之間的同軸度公差不超過0.005mm。

導套之間的位置精度，需要有相應的技術要求來保證。鏜床和鉆床夾具的相關技術要求主要包括以下幾個方面內容。

（1）夾具的定位表面對夾具安裝基面的垂直或平行度。

（2）關于導套的同軸線的同軸度。

（3）導套中心對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套的軸線相對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）各個導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條件

平面磨床、銑床、刨床夾具的相關技術條件和技術要求，主要包括以下幾方面內容。

（1）夾具的定位表面相對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向面或夾具的中心線相對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）夾具各個定位表面之間的垂直度或平行度。

（5）各個對刀塊工作表面到定位表面距離的制造公差。

5.結束語

在對夾具工裝進行設計的過程中，夾具的質量好壞直接能夠影響其生產的效率與成本，對產品的質量以及生產安全等方面也會造成直接的影響。所以在夾具工裝的設計夾具過程中，應該充分的考慮夾具實用性和能過產生的經濟效益，而且還要考慮其可靠性、穩定性，以及美觀的藝術性等等。通過對夾具設計和計算，我們將機械設計能力和實踐能力的有機的結合在一起，做到理論與實踐相結合嗎。收獲更深的應該是夯實并拓。

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作者簡介：

劉裕濤（1982-），男，本科，工程師，從事機械設計工作。