夾具設計知識大全

【夾具設計的基本要求】

（1）工裝夾具應具備足夠的強度和剛度

（2）夾緊的可靠性

（3）焊接操作的靈活性

（4）便于焊件的裝卸

（5）良好的工藝性

【工裝夾具設計的基本方法與步驟】

（1）設計前的準備

夾具設計的原始資料包括以下內容：夾具設計任務單；工件圖樣及技術條件；工件的裝配工藝規程；夾具設計的技術條件；夾具的標準化和規格的標準化資料，包括國家標準，工廠標準和規格化結構圖冊等。

（2）設計的步驟

確定夾具結構方案；繪制夾具工作總圖階段；繪制裝配焊接夾具零件圖階段；編寫裝配焊接夾具設計說明書；必要時，還需要編寫裝配焊接夾具使用說明書，包括機具的性能，使用注意事項等內容。

（3）工裝夾具制造的精度要求

*類是直接與工件接觸，并嚴格確定工件的位置和形狀的，主要包括接頭的定位件，V形塊，定位銷等定位元件。第二類是各種導向件，此類元件雖不與定位工件直接接觸，但它可確定*類元件的位置。第三類屬于夾具內部結構零件相互配合的夾具元件，如夾緊裝置各組成零件之間的配合尺寸公差。第四類是不影響工件位置，也不與其它元件相配合，如夾具的主體骨架等。

（4）夾具結構工藝性

對夾具良好工藝性的基本要求：①整體夾具結構的組成，應盡量采用各種標準件和通用件，制造件的比例應盡量少，減少制造勞動量和降低費用。②各種零件和部件結構形狀應容易制造和測量，裝配和調試方便。③便于夾具的維護和修理。

合理選擇裝配基準：①裝配基準應該是夾具上一個獨立的基準表面或線，其他元件的位置只對此表面或線進行調整和修理。②裝配基準一經加工完畢，其位置和尺寸就不應再變動。因此那些在裝配過程中自身的位置和尺寸尚須調整或修配的表面或線不能作為裝配基準。③結構的可調性，經常采用的是依靠螺栓緊固，銷釘位的方式，調整和裝配夾具時，可對某一元件尺寸較方便的修磨。還可采用在元件與部件之間設置調整墊圈，調整墊片或調整套等來控制裝配尺寸，補償其它元件的誤差，提高夾具精度。④維修工藝性，進行夾具設計時，應考慮到維修方便的問題。

【以銑床夾具為例進行說明】

在機床上加工工業零件的時候，必須用夾具裝好固定所要加工工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經定規定好的位置上將工件可靠地固定，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。銑床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾固定工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。

（1）設計要點

為提高銑床夾具在機床上安裝的穩固性，減輕其斷續切削可能引起的振動造成的松動，夾具體不僅要有足夠的堅固度和強度，其高度和寬度比例也應合適，一般有H/B≤1～1.20，以降低夾具重心，使加工工件的表面盡量靠近工作臺面。此外，還要合理地調整好加強筋和耳座。若夾具整體寬度較寬，可在夾具的同一側設置兩個與銑床工作臺T形槽間等距的耳座；對重型銑床夾具，夾具體兩端還應設置吊裝孔或吊環等以便搬運。除機床整體設計需注意的方面之外還需要注意一下幾點：

①定向鍵的設計

定向鍵也就是夾具的定位鍵，安裝在夾具底面的縱向槽中，一般為兩個，安在同一條直線上，其距離越遠，導向程度越高，用螺釘緊固在夾具體上，定向鍵通過與銑床工作臺上的形槽配合以確定夾具在機床上的正確位置；除此之外還能承受部分切削扭矩，同時可以減輕夾緊螺栓的負荷，使夾具的本身更具有穩定性，因此平面夾具及有些的鉆鏜床夾具也常使用。定向鍵的種類分為矩形和圓形兩種。定向精度要求重型夾具不宜采用定向鍵，而是在夾具體上加工出一窄長面作為找正基面來校正夾具的正確安裝位置。

②對刀裝置的設計

對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，其作用是用來確定夾具和刀具的相對位置。對刀裝置的結構形式取決于加工表面的形狀。對刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上，這樣的位置設計便于使用塞尺對刀，而且不妨礙工件裝卸。對刀時，在刀具與對刀塊之間需要加一塞尺，為的是避免刀具與對刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對刀塊過早磨損。塞尺的種類分為平塞尺和圓柱形塞尺兩種，其厚度和直徑約為4～6mm,制造公差h6。對刀塊和塞尺均已標準化，在加工使用時，夾具總圖上應標明塞尺尺寸及對刀塊工作表面與定位元件之間的具體位置。對刀裝置應設置在便于對刀而且是工件切入的一端。

（2）基本要求

①為保證工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做的盡可能開敞，因為夾緊機構元件和加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發生干涉。

②為保持零件的安裝方位與機床坐標系及編程坐標系方向的一致性，夾具應保證在機床上實現定向安裝，還要求協調零件定位面與機床之間保持一定的坐標。

③夾具的剛性與穩定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設計，當非要在加工過程中更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件的定位精度。

（3）常用夾具的種類

數控銑削加工常用的夾具大致有以下幾種：

①組合夾具。適合小批量生產或研制時的中小、小型工件在數控銑床上進行銑削加工。

②銑削夾具。這是特別為某一項或類似的幾項工件設計制造的夾具，一般在年產量較大或研制時非要不可時采用。其結構固定，僅使用于一個具體零件的具體工序，這類夾具設計應力求簡化，使制造時間盡量縮短。

③多工位夾具。可以同時裝夾多個工件，可減少換刀次數，已便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短輔助時間，提高生產率，較適合中批量生產。

④氣動或液壓夾具。適合生產批量較大的場合，采用其它夾具又特別費工，費力的工件，能減輕工人勞動強度和提高生產率，但此類夾具結構較復雜，造價往往很高，而且制造周期較長。

⑤通用銑削夾具，有通用可調夾具、虎鉗、分度頭和三爪卡盤等。

（4）數控銑床夾具的選用原則

　　在選用夾具時，通常需要考慮產品的生產批量、生產效率、質量保證及經濟性，選用時可參考下列原則：

①在生產量小或研制時，應廣泛采用組合夾具，只用在組合夾具無法解決才考慮采用其他夾具。

②小批量或成批生產十可考慮采用夾具，但應盡量簡單。?在生產批量較大的可考慮采用多工位夾具和氣動、液壓夾具。

（5）設計中應注意的問題

由于銑削加工切削用量及切削得力很大，同時又是多刃斷續切削，加工時很容易產生振動，因此設計銑床夾具時應注意：夾緊力的大小必須調整合適，夾緊力設置過小，工件可能在加工過程中移動而破壞夾具定位，不僅嚴重影響質量，還可能造成事故；夾緊力過大，不但會使工件和夾具本身產生變形，其加工質量也不高。

夾具的安裝要準確可靠，即安裝及加工時要正確使用定向鍵、對刀裝置；夾具要有足夠的剛度和穩定性，設計結構要合理。車床夾具一般都是在懸臂狀態下工作的，為保證加工過程的穩定性；夾具結構應力求簡單、緊湊，輕便且安全，懸伸長度盡量小，使重心設計靠近主軸前支承。為保證安全，夾具體應制成圓形，夾具體上的各元件不允許伸出夾具體直徑之外；夾具的結構還應便于工件的安裝、測量和切屑的順利排出和清理。