機床夾具設計改進思路分析

王俊浩

（韶關市技師學院，韶關 512023）

機床夾具在機械生產過程中具有十分重要的意義，使用夾具是機械生產的必要步驟，可以提高勞動生產率、加工精度。隨著機械生產的規模不斷擴大，近年來很多機械設備生產企業引進了國外的一些先進的加工設備，并且推行更加優良的生產方式。各種機械生產的新技術、新設備以及新的管理方法在機械設備生產過程中得到廣泛應用，使得機械生產的加工條件發生改變。面對這些變化，必須要與時俱進，對于機床夾具而言，也應該要加強更新設計，使得機床夾具可以發揮更重要的作用，提高工件生產水平和效率。

1 機床夾具的功能

機床夾具是機床的重要組成部分，是機械元件生產過程中的主要設備，在機床夾具應用過程中，夾具的功能主要體現在以下幾個方面。

1.

1 控制工件的精度

在加工生產過程中，精度是影響工件生產水平的一個重要因素，通過夾具可以保證元件生產過程中元件的位置固定，元件不會隨意跑動，從而保證元件的精度。

1.2 提高生產效率

在機床加工生產過程中，如果工件原料隨意跑動，需要不斷調整其位置，很容易對機床加工生產產生極大影響，降低效率。在加工生產過程中，使用夾具可以極大地提高生產效率，尤其是在機床生產過程中，可以使用夾具進行輔助，對多個工件同時生產而言有很大幫助。

1.3 擴大機床生產范圍

機床生產范圍擴大是提高機床生產效率的重要途徑，由于夾具是機床生產過程中不可或缺的一個重要組成部分，所以在機床生產過程中使用夾具，可以改造機床的局部，從而實現多種工件的生產。

1.4 降低勞動強度

在機床生產過程中使用夾具，可以減少人工對準的工作量，降低了人工勞動強度，保證生產過程中的安全性。

2 機床夾具的類型

機床夾具是用于機械元件生產過程中的重要元器件，夾具的類型比較多，主要的夾具有以下幾種。第一，通用夾具。通用夾具是一種通用性很強的夾具，適用于多種工件的生產和安裝，在生產過程中，不需要調整夾具，就可以適用多種工件，但是通常被使用于生產規模較小的工價生產過程中。三爪卡盤、平口鉗、萬能分度頭等都是比較常見的通用夾具。第二，專用夾具。專用夾具是一種專門用于特定工序的夾具，被廣泛應用于各種大批量元件的生產過程中，比如為銑削鍵槽專門設計的銑槽夾具。第三，組合夾具。組合夾具是一種互換性以及耐磨性較好的標準夾具組成的夾具組，在生產過程中可以根據具體的工件生產要求、工序結構選擇適用的夾具。組合夾具的剛性較差，結構相對比較龐大，適用于單個元件的生產以及小批量生產過程中。第四，成組夾具。成組夾具指的是要根據工件的具體情況，對夾具進行分類的方式，比如可以按照工件的形狀、工件的尺寸、工件的材料、工件的生產工藝等進行分類的夾具組，將比較相似的夾具分為同一組。這種夾具的適用范圍比較廣泛，柔性較強，適合小批量生產過程。

3 夾具設計思路

在機械設備生產制造過程中，夾具是不斷更新的，是根據機械元件的具體結構、生產工序等來確定的。因此在夾具設計過程中，要注意以下幾個方面的內容。

3.1 定位機構的設計

定位是工件生產過程中的一個重要內容，通過定位可以實現對工件質量的準確控制，一般工件的生產過程中，可以根據六點定位的原理對工件進行定位，定位準確是提高工件生產質量的關鍵途徑。如果能夠實現對工件的六個自由度的控制，則可以實現對工件的準確定位、完全定位。在工件生產過程中，常見的定位情況有以下幾種：第一，對平面結構進行定位，通常采用1～3根支撐釘來進行平面定位；第二，對于圓孔結構的定位，一般采用短圓柱銷、長圓柱銷、兩段短圓柱銷等進行定位；第三，對于外圓柱面結構的定位，一般采用一塊短V形銷、兩塊短V形銷等進行定位；第四，對于圓錐孔進行定位的時候，通常采用固定頂尖、浮動頂尖等裝置用于輔助定位。在定位過程中，如果限制工件的六個自由度，則可以將其稱為完全定位，但如果沒有控制六個自由度，而且被限制的自由度被兩個或者兩個以上的約束條件重復限制，則將其稱為過定位。當工件的剛度比較差的時候就需要進行過定位，但是在家具加緊以及刀具的切削過程中會產生變形。

3.2 夾緊機構的設計

夾具的性能優劣不僅體現在定位上，還體現在夾緊機構的性能上，夾緊機構的可靠性、操作性都是評價夾具性能的重要指標。在夾緊結構設計過程中，應該要滿足幾個條件，第一，夾緊必須保證定位準確可靠，夾緊的過程不能對定位造成破壞。第二，夾具和工件的變形必須要控制在允許的范圍之內。第三，夾緊機構必須要安全可靠，而且要有足夠的剛度和強度，如果是手動式夾具，應該要保證自動鎖住，如果是機動式夾具，則應該有聯鎖保護裝置。第四，夾緊機構必須要保證安全、省力、迅速、便捷。

在夾具結構設計過程中，還要控制夾具的夾緊力，夾緊力的大小、方向、作用的點等，都是對夾具效果產生直接影響的因素，在夾具使用過程中，也要注意對這幾個參數的控制。第一，控制夾具的用力方向，方向正確之后才能確保用力產生效果，在夾緊的方向上，一般主夾緊力與第一定位基準面保持垂直關系。為了減少工件生產過程中受到外界的力之后產生的變形，還要盡量減少夾緊力。其次，確定力的作用點，夾緊力的作用點應該和支撐點之間保持點對點的對應。第三，確定夾緊力的大小，夾緊力不能太大，也不能太小，太大會導致工件變形，太小會導致工件松動，所以在確定夾緊力的時候，應該將工件和夾具看成一個統一的系統，根據切削力以及夾緊機構的具體尺寸計算參數，最終得到夾緊力。

3.3 動力裝置的設計

動力裝置主要有以下幾種：第一，氣動夾緊裝置，主要采用壓縮空氣作為動力源，壓縮氣體的粘度比較小，不會產生污染，但是夾緊力比液壓裝置小，節后尺寸較大，有較大的噪聲污染；第二，液動夾緊裝置。該裝置的結構原理和氣動裝置的原理比較相似，工作過程中的壓力較大，裝置比較緊湊，工作平穩，噪聲較小，適用于切削力較大的情況；第三，氣液動夾緊裝置，該裝置主要利用壓縮空氣為動力，將油液當成傳動介質，兼具氣動和液動兩種裝置的優點，將壓縮空氣產生的動力轉換成為液體壓力，以供應夾具的夾緊油缸。

4 結語

綜上所述，機床夾具是機床生產過程中的重要工具，可以固定工件，有利于提高工件質量，在機床夾具使用過程中，必須要注意設計夾具結構，綜合設計夾具的夾緊力、動力裝置等，提高夾具性能。

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