淺析機床專用夾具

劉巖 教傳艷* 沈陽工學院機械與運載學院

現代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專業夾具。一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數以千計的專用夾具；另一方面，在多品種生產企業中，每隔2-3年就要更新50%--80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10%--20%左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、柔性制造系統（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出新的要求：

（1）能迅速、方便的促進新產品的投產，以縮短生產周期，降低生產成本；

（2）能裝夾一組具有相似特征的工件；

（3）能適用于精密加工的高精密機床夾具。

1 研究的目的及意義

夾具是能夠使產品按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝置，主要用于保證產品的加工質量、減輕勞動強度、輔助產品檢測、展示、運輸等。優良的機床專用夾具在保證工件各項加工精度要求、改善工人勞動條件、提高勞動生產率、降低生產成本、擴大機床工藝范圍、有效的安全生產、縮短新產品試制周期等方面有著顯著的經濟效益。槽類、孔類工件是常見的工程結構，提高槽類、孔類工件銑床夾具設計能力對加工行業具有重要的現實意義。

一個優良的機床專用夾具必須具備以下幾個主要特征：

（1）保證工件加工精度

對于專用夾具本身來講，要確保工件的加工精度，首先要正確地選擇定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行精度分析；另外還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。

（2）提高生產效率

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專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作簡單、方便，縮短加工輔助時間，有效的提高生產效率。

2 夾具的分類及設計原則

機床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。

按夾具的通用特性分類， 這一分類方法，常用的夾具有通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類[2]。它反映夾具在不同生產類型中的通用特性，因此是選擇夾具的主要依據。

2.1 通用夾具

通用夾具是指結構、尺寸已規格化，且具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、中心架、電磁吸盤等。其特點是適用性強、不需調整或稍加調整即可裝夾一定形狀范圍內的各種工件。采用這類夾具可縮短生產準備周期，減少夾具品種，從而降低生產成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產中。

2.2 專用夾具

專用夾具是針對某一工件的某一工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。其特點是針對性極強，沒有通用性。在產品相對穩定、批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產率和加工精度。專用夾具的設計制造周期較長，隨著現代多品種及中、小批生產的發展，專用夾具在適應性和經濟性等方面已產生許多問題。

3 銑床專用夾具的設計原則

由于銑削過程不是連續切削，且加工余量較大，所以不但所需的切削力較大，而且切削力的大小及方向隨時都可能在變化，致使在銑削過程中產生振動[3]。因此銑床夾具在設計時要注意以下原則：

（1）要有足夠的夾緊力，夾具結構要有足夠的剛性。

（2）為了提高銑床夾具的剛性，工件待加工的表面應盡量不超出工作臺，在確保夾具有足夠排屑空間的前提下，盡最降低夾具的高度，一般夾具高與寬之比為 1：1.25。

（3）對于以鑄、鍛件毛坯面定位的銑夾具，應以毛坯圖作為設計夾具的依據，以免對工件毛坯余量尺寸和形狀誤差、分型面或澆 冒口等問題因考慮不周而影響夾具的合理性和可靠性。

4 總結

綜上所述，通過對夾具的分析可以給機床夾具設人員在對夾具進行設計時作為參考，避開繁瑣的建模工作，從而大大提高設計人員的工作效率，減少設計人員的工作量和勞動強度，縮短夾具的設計和開發周期，減少夾具設計中的成本費用，加快產品的更新速度。

[1]楊 杰.基于WEB的夾具系統設計[J].煤礦機械,2004(02)：35-36.

[2]馬賢智.夾具與附具標準應用手冊[M].北京：機械工業出版社,1996.

[3]許生蛟.組合夾具圖冊.上冊.北京：機械工業出版社,1996.