夏慶宏　張茜

摘 要：在制造企業(yè)生產(chǎn)大批量的零部件時(shí)，夾具的設(shè)計(jì)和使用具有非常重要的意義。夾具在零部件加工中的應(yīng)用大大提高了零件的質(zhì)量和加工精度，減少了加工人員的工作量。該文將對(duì)機(jī)床夾具在零件加工中的作用進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：零件加工 機(jī)床夾具 特點(diǎn)作用

中圖分類號(hào)：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（b）-0101-02

夾具是裝夾工件的一種工藝設(shè)備，普遍應(yīng)用于機(jī)械制造的各個(gè)過(guò)程，比如說(shuō)裝配、焊接、削銑加工、焊接檢測(cè)等。所謂機(jī)床夾具就是指在金屬切削機(jī)床上所使用的夾具。機(jī)床夾具與零部件的加工精度、加工質(zhì)量以及零件的加工成本都有著密不可分的聯(lián)系。因此，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)對(duì)制造產(chǎn)業(yè)具有極其重要的意義。

1 機(jī)床夾具在零件加工中的作用

對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，為了滿足加工需求，必須要保障待加工件相對(duì)于刀具以及機(jī)床處于正確的加工位置，從而保證工件在加工過(guò)程中不受一些外力因素的影響而發(fā)生位移。所以，在加工前，做好待加工件的裝夾工作十分必要。目前，工件夾裝主要有兩種方式。一是，將待加工件直接安放在機(jī)床工作臺(tái)上或者裝夾在花盤(pán)上。二是，運(yùn)用專業(yè)夾具將工件裝夾定位。由于第一種方法，實(shí)施過(guò)程過(guò)于繁瑣，并且對(duì)細(xì)節(jié)要求十分嚴(yán)格，效率過(guò)低，使用的比較少。制造企業(yè)普遍使用的是第二種裝夾方法，即用夾具夾裝工件。夾具的應(yīng)用具有以下幾點(diǎn)作用。

1.1 提高加工效率

夾具裝夾，不用對(duì)待加工零件劃線定位找準(zhǔn)，有效的節(jié)省了輔助工作的時(shí)間，顯著提高了操作工的工作效率。其次，經(jīng)過(guò)夾具的裝夾之后，零件的剛性有了一定的改善，在由原來(lái)的人工手動(dòng)進(jìn)刀鉆孔變成現(xiàn)在機(jī)械自動(dòng)地進(jìn)刀鉆孔，特別是在加大切削量，鉆削大直徑內(nèi)孔的時(shí)候，也不會(huì)對(duì)工件造成加工傷害，產(chǎn)生變形等缺陷。再有，可以應(yīng)用多件、多工位進(jìn)行工件夾裝，進(jìn)一步加快了加工速度，有效地壓縮了加工周期。

1.2 提高加工精度

采用夾具進(jìn)行工件定位裝夾，工件的位置相對(duì)比較準(zhǔn)確，位置精度由夾具統(tǒng)一確定，因而不管是誰(shuí)來(lái)操作，技術(shù)水平怎么樣，都對(duì)工件的質(zhì)量影響不大，使同一批次的零部件的加工質(zhì)量趨于同一等級(jí)，為加工后的零件能達(dá)到互換位置精度提供了保障。這足以說(shuō)明，夾具的精度完全可以影響機(jī)床對(duì)于零部件的加工精度。

1.3 擴(kuò)大機(jī)床使用范圍

夾具的設(shè)計(jì)使用改變了機(jī)床只能加工一種工序的加工方式，它可以使同一臺(tái)機(jī)床具有不同功能，加大了機(jī)床的使用范圍。具體來(lái)說(shuō)，在一臺(tái)普通車床上安裝滾壓夾具，就能使其具有磨床的作用，提高工件的加工精度。另外，對(duì)于特小件、特大件、偏心件、凹凸形件、薄壁件、細(xì)長(zhǎng)件、曲面件等等這些相對(duì)比較特殊的加工件，只能依靠夾具才能進(jìn)行零件加工。例如，通過(guò)真空吸盤(pán)夾具對(duì)高精度的薄片進(jìn)行加工，運(yùn)用偏心夾具對(duì)偏心工件進(jìn)行加工，運(yùn)用曲面夾具對(duì)曲面工件進(jìn)行加工，諸如此類，大大提高了機(jī)床的使用局限性。

1.4 有效降低加工成本

夾具的使用對(duì)操作工人要求的技術(shù)水平不是很高，這就大大降低了由于技術(shù)水平而產(chǎn)生的工件報(bào)廢率，從而降低了生產(chǎn)成本。當(dāng)然，夾具設(shè)計(jì)肯定會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，分?jǐn)傇诿恳粋€(gè)工件上的成本與其提高效率而降低的加工成本來(lái)比較，幾乎是可以忽略不計(jì)的。

1.5 有利于舊機(jī)床的改造

機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、可調(diào)節(jié)化設(shè)計(jì)解決了陳舊機(jī)床的設(shè)備改造的難題。傳統(tǒng)機(jī)床由于精密性很低，只要加工工件稍許有些改變，就得對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行大換血，隨之而來(lái)的費(fèi)用過(guò)高，很多企業(yè)根本無(wú)法承擔(dān)，所以?shī)A具的設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。

1.6 使機(jī)械加工行業(yè)智能化

當(dāng)代機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展普遍追求生產(chǎn)自動(dòng)化，而高效的機(jī)床夾具為之提供了可能性。通用可調(diào)夾具的設(shè)計(jì)減少了夾具設(shè)計(jì)、制造的工作量，為大批量的零部件加工創(chuàng)造了先決條件，提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率。自動(dòng)化夾具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)更是制造業(yè)一項(xiàng)突破性的改革，比如說(shuō)電動(dòng)分度頭、動(dòng)力卡盤(pán)、液壓和氣動(dòng)工夾具等。再有，數(shù)控機(jī)床上的通用液壓夾緊裝置采用氣動(dòng)和液壓以及電動(dòng)自定心卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)床的自動(dòng)化程度。由此可以看出，夾具的設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)用性，對(duì)機(jī)械加工行業(yè)今后的發(fā)展也具有深遠(yuǎn)的影響。

2 機(jī)床夾具應(yīng)用實(shí)例分析

如圖1所示，這是個(gè)在銑床上進(jìn)行套筒鍵槽加工的實(shí)例，對(duì)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)的主要步驟如下：（1）對(duì)待加工件進(jìn)行工藝分析：①鍵槽寬度6 mm由鍵槽銑刀加工。②鍵槽兩側(cè)的對(duì)稱平面與φ45h6的圓柱面的對(duì)稱度偏差為0.05 mm， 平行度偏差為0.10 mm。③鍵槽深度為8 mm。（2）確定定位方案， 如圖2所示選用V形塊和支承套筒進(jìn)行定位。其中V形塊是該夾具最主要的定位元件，自由度設(shè)計(jì)在Z軸300方向，對(duì)套筒的4個(gè)不定度進(jìn)行限制。同時(shí)該元件是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件，減少了其設(shè)計(jì)制造的難度。（3）對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用移動(dòng)長(zhǎng)V形塊，和偏心輪機(jī)構(gòu)、以及偏心輪支架組成套筒的夾緊機(jī)構(gòu)。（4）夾具輔助元件及夾具體的設(shè)計(jì)。（5）確定夾具設(shè)計(jì)方案，實(shí)施夾具加工，經(jīng)過(guò)計(jì)算確定設(shè)計(jì)方案是否能夠滿足工件的約束條件，判斷各種約束的支反力，驗(yàn)證夾緊力是否過(guò)度。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)床的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)正穩(wěn)步向著智能化、精密化發(fā)展，隨著新材料、新工藝的出現(xiàn)，高精密的夾具設(shè)計(jì)也應(yīng)運(yùn)而生。應(yīng)用夾具進(jìn)行裝夾，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、操作方便等特點(diǎn)，保證了機(jī)床的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，對(duì)降低生產(chǎn)成本，有效提高企業(yè)效益都有很大幫助。各制造企業(yè)以及相關(guān)研發(fā)人員要給予夾具設(shè)計(jì)應(yīng)有的重視，加大高效夾具的生產(chǎn)和研發(fā)力度，為機(jī)械加工行業(yè)的智能化、自動(dòng)化提供有效保障。

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