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基於實（shí）例的專用（yòng）夾具（jù）結構設計與分析

2014-7-2 來源：江西（xī）機電職（zhí）業技術學院（yuàn）作者（zhě）：戴姣（jiāo）麗胡丹丹

1 目前夾具設計概況

機械加工過（guò）程中，夾具是必不可少的工（gōng）藝設備。其（qí）作用是正確確定工件與刀具間的相對位置，並將工件（jiàn）牢固地夾緊，使用夾具可以有效地保證工件的加工質量，擴大機（jī）床的工藝範圍。因此夾具在機械製造中占有重要的地位。隨著（zhe）國民（mín）經濟的發展，這些年數（shù）控機床、加工中心、成組技（jì）術、柔性製（zhì）造係統（FMS）等新加工技術的應用，對夾具有了新的要求：①能夠方便地投入使用在新產品加工（gōng）中，以降低生產（chǎn）成本（běn）；②能夠裝夾相似結構的零件；③能夠達到精密加工的（de）機床夾具；④能夠符合各種現代製造的技術；⑤提高夾具的標準化程度。

本文基於（yú）一個簡單軸類零件設計銑床的專用夾具，介紹機床夾具的一些最基本的作用、分類及特點，針對軸套類銑床夾具的定位方案、夾緊裝置、對刀裝置（zhì）進行結構設計與分析。對夾具（jù）知識的一個實例應用（yòng）進行淺析，供教學的簡單（dān）參考。

2 夾具設計原則和零件工藝分析

專用夾具的針對（duì）性很強，隻為了加工某一工件（jiàn）某一工序而專門設計和製造的（de）夾具。此類夾具沒有通用性（xìng），所以常應用於大批量生產中，可獲得較高（gāo）的生產率（lǜ）和加工（gōng）精度。但是專用夾具的設（shè）計製造周期（qī）較長，隨著現代多品種，中、小批生產的發展，專用夾具的適應性和經濟性等方麵也是現在製造中考慮的解決問題。

本設（shè）計中針（zhēn）對在長為400mm， 100h6 的長軸如圖1 所示上銑鍵（jiàn）槽：長300±0.4mm，寬40H11mm，深度25mm，為這一道工序設計一個（gè）銑床（chuáng）專用夾具。在銑鍵槽前其他表麵均已加工好，本工序的加工（gōng）要求是：鍵槽寬40H11，槽側麵對（duì）100h6 軸線的對稱度為0.10mm，平（píng）行（háng）度為0.08mm，槽深控製尺寸為75mm，鍵槽長度為300±0.4mm。

3 夾具結構設計

根據零件加工要求（qiú）分析，銑鍵槽時在機床上定位應限製五個自由（yóu）度才能保證加工。此類長軸零件形狀規則，以工件的外（wài）圓在長V 形塊上定位，限製Z 方向、Z 旋轉、X 方向、X 旋轉4 個（gè）自由度，以工件的（de）端麵在止推銷上（shàng）定位，限製Y方向自由度。這道工序比較（jiào）簡單，可（kě）以在銑床主軸上安（ān）裝兩把直徑相等的銑刀，同時（shí）對兩個工件銑鍵槽，每進給一次，即能得到兩個均已加（jiā）工好（hǎo）鍵槽的工件，提高加工（gōng）的效率。這種結構形式稱為雙工位銑床夾（jiá）具。

（1）定位方案的設計。定位元件是夾（jiá）具的重要組成部分之一，主要功能是使工件在夾具中占據正確的位置。這工件以100h6 外（wài）圓在V 形塊上定位，端（duān）麵加（jiā）止推銷（xiāo），如圖2 所示。

（2）夾緊方案的設計。夾緊裝置也是夾（jiá）具的主要組成部分之一，其作用是將工件壓緊夾牢，保證工（gōng）件在加工過程（chéng）中受到外力時不離開已經占據的正確位置。根據夾緊力的方向應朝向主要限位麵以及作用點應落在定位（wèi）元件的（de）支承（chéng）範圍內的原則。這裏采用壓板固定工件，如圖3 所示。鉸鏈壓（yā）板的（de）兩個弧形麵的曲率半徑應大於工件的最（zuì）大半徑（jìng）。因為批量不是很大，這（zhè）裏采（cǎi）用手動夾（jiá）緊。下麵那端為螺紋端，上麵（miàn）那端可通過內六（liù）角扳手轉動對夾具進行（háng）裝（zhuāng）夾。

（3）對刀方案的設計。鍵槽銑刀需（xū）兩個方向對（duì）刀，故應采用側裝（zhuāng）直角對刀（dāo）塊。由於兩銑刀（dāo）的直徑相等，鍵槽深度（dù）由（yóu）兩工位V 形塊定位高度之差保證。兩銑刀的距離150mm 則由（yóu）兩銑刀鍵的軸套長度確定（dìng）。因此，隻需設置一個對刀塊即能（néng）滿足鍵槽的加工要求，如圖4 所示。