铣床专用夹具的设计与研究

王丹+++黄秋实

摘 要：在机械加工上，为了方便机床的定位和保证加工精度，需要将零件进行固定，通过固定零件才能使刀具有一个参考位置，这样才能进行批量加工，而固定零件的装置称为夹具，由于铣床的加工是主轴旋转，工作台和滑板进行运动，所以铣床夹具的组成也比较复杂，通过分析夹具的功能和工件的定位与夹紧来最终确定夹具的总体结构，但在结构上也不要太复杂，节省装卸工件的时间，使加工效率提升的同时也能保证精度。

关键词：夹具的组成；工件的定位与夹紧；总体结构

1 夹具的组成

夹具具有零件定位夹紧的作用，同时它的位置也需要与机床连接，起到定位的作用，对于机床，夹具需要起到对刀的作用，保证零件加工准确性，夹具的组成部分有定位元件、夹紧系统、夹具体、连接元件、对刀、导向元件、其他辅助元件如图1。

定位元件，是相对于工件的外形区分，是对工件定位的部件，它根据工件的外形来分，例如定位销、V型块，如图2，它是夹具的末端执行部分，可以实现运动。

夹具体是夹具的主体部分，是整个夹具的基本骨架，不来装配其他零件的工件，一般通过铸造方法来加工它，形状为底座形最常见。

对刀与导向元件是保证工件加工表面与刀具之间位置关系的，它的精度直接影响加工零件的正确与否。

2 工件的定位与夹紧

为了满足工件的加工精度和位置精度，就必须保证工件的定位，而工件的定位也就是需要有基准，基准有设计基准、定位基准。设计基准是对于零件，是被加工零件图上的基准，比如零件图上的点，线位置基准，定位基准是加工零件时候设备所要用到的基准，相对于工件的定位误差，就有相应的加工误差，它们之间有以下公式关系：

在工件的定位上要符合六个自由度的标准，在工件的定位原则上是可以有过定位，但不能有欠定位，过定位只是会浪费一个定位元件，欠定位是在工件的某一个方向上内有定位元件，这样工件在加工过程中会出现移位，影响加工精度，严重还可能造成废品，但设计上使工件完全定位是最好的。

由于铣床在加工零件时候会产生切削力和惯性力，为了防止这种力在加工时候使零件移位，需要添加夹紧装置来固定零件，而夹紧装置一般由动力装置、传递装置、夹紧元件组成，工件夹紧的设计要求是零件在不变形、不移动的情况下要有一定的可靠性，也就是刚度，在工件的夹紧装置上添加自锁装置，可以防止零件在加工时候由于机床震动而夹紧装置松开，夹紧装置失效。

夹紧装置的动力部分一般采用气动液压缸，这样可以使夹紧装置夹紧和松开反应迅速，操作也简单，同时也能满足夹紧力的大小。

3 总体结构

在夹具设计上，采用快速定位即V形块定位，夹具机构的工艺性决定夹具的生产要求，如果工艺性不好，在加工时候小批量零件还可以，大批大量零件时候，夹具的使用就会使生产效率降低，所以夹具的总体设计上零件尽量都要可以互换，而在夹具的装配上，尽量选用调整法和修配法。

夹具总体结构设计上，对零件拆卸时，要保证其他零件可以影响到它，做到使夹具零件之间互联，保证如果零件拆卸维修后，若想装配时，必须将其他零件安装回原来位置，这样保证夹具的稳定性，不会影响夹具的精度。

在夹具总体设计上要保证夹具与铣床工作台的位置精度，保证两者之间的垂直度，而在夹具上的V形块，也要保证它与夹紧的安装误差，因为工件在V形块上定位后，它们之间的误差会直接影响零件的加工精度，V形块的基面与夹具之间的平面误差一般为0.02mm，充分保证零件的加工误差。

4 结束语

本夹具是安装在铣床上的夹具，它的总体结构不是很复杂，定位精度高，对于操作者，它的拆卸方便，定位与夹紧性能好，对于夹具的结构要解决铣床在加工时候难以保证工件不对称的现象，所以夹具设计上要充分考虑结构方案的选择，那种结构能合理，更有效同时更简便，都需要去仔细分析，通过设计手册中的方案，进行机构，最终使它实现最先进的功能。

参考文献

[1]李庆寿.机床夹具设计[M].北京：機械工业出版社，1984.

[2]朱建新.立式铣床对刀器[Z].广东：广东第二农机厂.

[3]宋殷主.机床夹具设计[M].武汉：华中理工大学出版社，1990.

[4]戴陆武.机械夹具设计[M].西安：西安工业大学出版社，1990.