可防止工件變形的新型夾具設計

葉子華 陸棟青 曹建波 張海艇 顏粒粒 葉志偉

(1.浙江師范大學行知學院，浙江 金華321004；2.浙江師范大學工學院，浙江 金華321004)

0 引言

夾具是一種在加工中用來固定加工對象，使加工對象有正確的位置，來接受加工和檢測的裝置，如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等[1-3]。傳統夾具對薄壁零件夾持時經常會使工件產生變形，本文針對該問題，采用測力裝置進行改進，夾具與工件接觸時，使夾緊力保持一定的值，具有更準確、方便的特點。

1 問題的提出

如圖1中，在加工薄壁零件時，夾具夾持工件進行加工，由于工件壁厚較薄，無法承受過大的壓力而會產生變形[4-5]，這種變形將直接影響到工件所需要的精度，破壞了工件本身的尺寸，使很多這樣的工件成為廢品，造成了大量的損失，也浪費了大量的資源。

圖1 薄壁零件夾持示意圖

2 新型夾具與測力裝置的研究

本文以機用平口鉗為原型，增加固定構件，減小夾具本身體積，讓夾具更方便攜帶并非成為固定專用夾具，使新型夾具應用更加廣泛。

如圖2，測力裝置可以保證測量面的測力恒定，獲得準確的測量結果。利用該原理進行改進后，增大彈簧或者調解棘輪齒的角度可對其力進行調解，使其獲得所需要的力，從而更好的使夾具表面與工件夾持，同時也不破壞工件原有的尺寸量。

圖2 測力裝置原理圖

3 可防變形夾具機械結構設計

根據平口鉗夾具原型，考慮便攜、多用等因素，可防止工件變形新型夾具整體長度為300mm，寬度為200mm，高度為180mm。整個結構分為主體與輔助配件兩部分。新型夾具總重量為1500g，輔助構件重量為250g。

（1）主體設計

可防變形新型夾具主體由主機架、夾頭、兩塊夾持板、兩根光軸、一根螺桿、一個測力裝置和若干螺絲所組成。考慮要固定在普通銑床上，長寬高不能超過工作臺，高度也不能過高，所以選擇長300mm，寬200mm，高180mm。

（2）測力裝置結構設計

在測力裝置的選擇上，本文選擇了棘輪測力裝置，在夾持時可以更好地反應出夾具與被夾工件接觸后產生的松緊。將測力裝置中的彈簧和棘輪棘齒角度調節，使旋轉時帶動的力發生不同的變化，可選擇所需要的力。使用者可根據不同的需要選擇合適的測力裝置，達到防止工件被夾持變形的目的。

（3）輔助構件設計

輔助構件的設計如圖3，利用它也可將新型夾具裝夾在桌面或者工作臺上，從而使其應用的范圍更加廣泛。

圖3 輔助構件

通過以上機械結構的設計，進而進行組裝，得到了本設計的總體裝配圖，具體如圖4所示。

圖4 總體裝配圖

4 結論

本文對可防止工件變形的新型夾具的形狀尺寸進行了設計和研究，并通過UG軟件繪制了可防止工件變形的新型夾具效果圖和裝配圖。新型夾具具有方便、快捷、效率高、結構簡單等優點，未來擁有很好的應用前景。

［1］馬進中.一種新型防變形車銑夾具的研制[J].制造技術與機床,2009(10)：110-112.

［2］周航,周旭東,周宛.一種防止細長軸變形的表面滾壓裝置[J].制造技術與機床,2009(10)：86-89.

［3］馬丹萍,李勇,梁勤歐.無線遙控智能小車的運動模擬及軌跡繪制[J].浙江師范大學學報：自然科學版,2015,38(1)：116-120.

［4］孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理[M].8版.北京：高等教育出版社,2012.

［5］濮良貴,紀名剛.機械設計[M].7版.北京：高等教育出版社,2001.