中职铣工夹具设计

赵基蓉

摘 要 本文主要分析了如何向学生讲解铣工实训加工利用夹具，从而提高劳动生产率，保证加工精度等问题。

关键词 多件铣夹具 设计制造 夹具定位

中图分类号：G712 文献标识码：A

向学生讲解铣工实训加工利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工作范围，改善操作者的劳动条件。因此，夹具是机械制造中一项重要的工艺装备。

所有的机床夹具可以分成两大类：

第一类机床夹具是由机床附件厂或专门的工具制造厂制造的，它们只要稍加调整或更换零件就可以应用于加工不同零件。如三爪卡盘，铣切用虎钳，分度头等。因为它们具有通用性，所以称之为通用夹具。

第二类机床夹具是专为某个零件的某工序而设计，制造的夹具。因为它们具有专用性，所以称之为专用夹具。在小批生产或试制时用的组合夹具，也是专用夹具的一种。

为了适应不同零件的需要，通用夹具的结构是要复杂些。专用夹具是为特殊目的设计制造的，在成批或大量流水线生产中，大部分的机床夹具都是专用夹具，特别是钻床，铣床，专用机床，生产流水线和自动线上用的更是如此。因此，专用夹具的设计制造，应用在机械加工中，确实发挥了很大的作用。

1专用夹具的设计

专用夹具制造批量极少，一般不经过试制阶段，它的设计全过程，分为两个阶段：

第一阶段是从调查研究到图纸设计的阶段，第二阶段是经过制造，调整到修改完善原设计图纸的阶段。

设计的第一阶段是夹具设计的关键阶段，这个阶段的工作的好坏，决定着夹具的制造质量和使用质量。设计的第二阶段也是非常重要的，只有通过这个阶段才能考查原来的设计是否符合预期的要求。

夹具设计需要调查以下几个方面：

（1）熟悉零件图纸，了解其形状，尺寸，精度，技术要求；

（2）熟悉工艺，了解各工序之间的相互关系，本工序前有关表面粗糙度及位置尺寸，本工序的工艺要求；

（3）了解所用设备的特性，精度，有关尺寸及其与夹具连接处的形式；

（4）了解所用刀具的有关尺寸及其与夹具配合的要求；

（5）了解加工特性。

2夹具设计基础理论与制定夹具设计方案的关系

2.1为了满足零件的质量要求，制定出正确的设计方案

（1）如何限制好零件的自由度；

（2）如何选择合理的定位基准；

（3）如何正确地使用定位元件；

（4）如何正确地分析加工允差和制定技术条件；

（5）如何正确选择夹紧力的作用点，方向，大小和支承形式。夹具设计方案的选择正确与否，将直接影响零件的质量。

2.2夹具机构设计与夹具结构设计的关系

夹具设计方案确定之后，要对夹具结构提出具体要求。每项具体要求都是通过夹具结构中一定的元件（如定位元件）和机构（如夹紧机构）的协调动作来实现的。夹具结构还要满足生产率要求，减少操作时间。

综上所述，掌握好夹具设计基础理论和夹具机构分析方面的知识，对合理制定夹具设计方案和正确设计夹具结构，起着巨大的作用。

2.3定位基本原理在夹具设计中的应用

当零件未和任何表面靠住时，它是一个自由的物体，可以自由地活动，占有任意位置。一个自由的物体，它对三个互相垂直的坐标面来说，有六种活动的自由度。其中三种是移动，三种是转动。自由物体在空间的不同位置，就是这六种活动的综合结果，习惯上把这种活动的可能性称为自由度。一个空间的自由物体共有六个自由度，沿x，y，z轴移动的三个自由度，绕x，y，z轴转动的三个自由度。要使物体在某方向有确定的位置，必须限制该方向的自由度。当物体的六个自由度被完全限制之后，该物体在空间的位置也就完全确定了，所以定位就是限制自由度。要使一个物体完全定位，必须限制六个自由度。但在特殊的条件下，可不完全定位或过定位。

2.4怎样限制好零件的自由度

零件相对于夹具的自由度分为两种：

（1）影响加工面位置尺寸或位置精度的自由度，称第一种自由度；

（2）不影响加工面位置尺寸及位置精度的自由度，称为第二种自由度。

当考虑零件在夹具中的定位问题时，首先找出第一种自由度，它们必须要被限制。然后，再从承受切削力，夹紧力等需要方面考虑，对某些第二种自由度加以限制。限制第一种自由度时要考虑定位准确度。

为获得合格零件，首先要使零件相对于机床和刀具处于正确的位置，也就是说，零件在该位置进行加工时，加工出来的位置尺寸偏差（加工偏差）小于加工允许偏差（加工允差），称为正确定位。

正确定位主要包括三个内容：

（1）使零件的定位基准在夹具中保持正确位置；

（2）使夹具定位件与机床保持正确位置；

（3）使夹具定位件与刀具保持正确位置。

2.5怎样选择合适的定位基准

选择定位基准的原则：

（1）使本工序的加工允差大；

（2）定位误差小；

（3）对以后工序的加工余量有适当照顾；

（4）受外力后定位稳定可靠；

（5）有利于夹具结构的简化。

3结语

生产中常常会碰到一些批量的，要求较高的小零件。由于零件体积小，装夹定位都比较困难。灵活地运用一些小型夹、辅具，只要设计得合理，运用得巧妙，既能满足加工零件的质量和技术要求，又能降低生产成本，提高工作效率，减少废品的发生。此类方式可广泛地运用于车、钳、铣、磨等工序，都能取得满意的效果。

参考文献

[1] 吴拓.机床夹具设计[M].机械工业出版社，2009.

[2] 陈日曜.金属切削原理[M].机械工业出版社，2012.

[3] 黄冰全国职业培训教学工作指导委员会.铣工工艺学[M].机械工业出版社，2009.