底板零件專用夾具的設計

楊強華

（廣州市工貿技師學院，廣州 510425）

加工中使用的組合式夾具在機床夾具中占有較為重要的地位。組合夾具精度會直接影響加工工件的位置精度和表面精度[1]。夾具設計的定位精度高低是衡量設計質量的指標，也是加工工件質量穩定的保證。設計的夾具要具有降低勞動強度、提高生產率、降低經濟成本、排屑方便、操作簡單安全且省力、便于制造以及容易維護等特點。夾具的設計一般會在制訂加工工藝后按工序的具體要求制定相關裝夾方法，且在制訂工藝過程中也要充分考慮夾具的可實施性。如果夾具與加工工藝有出入，可以提出必要的修改意見，使二者能夠互相調整[2-3]。

1 專用夾具設計的基本要求

高品質的專用固定夾具裝置應滿足以下基本要求。

（1）生產管理效率高。專用夾具的復雜程序應盡量簡單化，與生產零件相適應，盡量采用高效快速的裝夾機構。此外，工裝輔助時間要短，操作要方便簡單，從而縮短加工時間和提高生產效率。

（2）加工精度高。在加工時應正確選擇定位基準、定位部件和定位方法，以保證工件加工精度。如有誤差，還需進行定位系統誤差數據分析，并做出相應的調整，同時充分考慮夾具中其他定位部件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[4]。

（3）工藝性能好。專用夾具的結構應力求簡單化和合理化，以方便制造、裝配、調整、檢驗和維修等。專用零件夾具的制造屬于單件生產的部件，當最終精度需要進行調整或修改時，應有可以調整和修改裝配工藝的結構。

（4）使用性能好。專用夾具的操作應簡單方便、省力、安全可靠。為了減少操作者的勞動強度，在客觀條件允許、經濟適用的前提下，應盡量使用氣動、液壓等機械化夾緊裝置。專用夾具還可以方便排屑，防止加工的切屑堆積帶來大量熱量造成的工藝系統變形[5]。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具。

（5）經濟性好。專用夾具力求結構簡單化、制造難度低，以降低夾具的制造經濟成本。同時，專用夾具盡可能采用標準元件和標準結構。設計時應根據生產綱領對夾具設計方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟管理效益。

2 夾具設計

本底板加工數量為1 500件，需要在6天內完成加工任務。底板毛坯如圖1所示，底板零件如圖2所示。本零件的加工工作只是加工零件的外形，如果在臺虎鉗上加工，加工時要兩面調頭，且垂直度不好控制，因此需要更多的時間去調整定位，從而大大增加定位難度，最終導致勞動強度大，生產效率低，產品精度無法滿足生產需要。

圖1 底板毛坯

圖2 底板零件

為此，設計了一個專用于本產品外形加工的夾具，以滿足產品的生產需要，提高生產效率。夾具具有較好的定位，能夠一次安裝兩塊零件，且毛坯安裝時不占用機床時間。

由于零件產量大，加工時間短，為了能更好地完成任務，本夾具的設計由一個底座和可折裝定位夾具組成，夾具結構和各部分零件如圖3所示。毛坯的安裝在機床外進行，可以大大減少機床的等待時間。在加工中心或普通機床加工中只需要對底座進行定位，毛坯在機床外完成安裝后把活動的夾具安裝到底座上即可進行加工。底座與定位夾具中利用錐度定位配合，從而達到需要的加工精度。

圖3 夾具的結構和各部分零件圖

3 定位的設計

在X軸和Y軸的定位中，采用定位套的錐度同心定位原理進行定位。通過螺絲鎖緊限制X軸和Y軸的4個自由度，同時以可折裝夾具與螺絲緊固限制Z軸的2個自由度。在實際加工過程中，X和Y與孔的距離誤差很小，且產生的誤差大小由孔的精度決定。孔的精度越高，所加工的外形尺寸精度越高。

本夾具夾緊時只需用螺栓夾緊，各圓柱不能因過大的夾緊力而產生變形，同時工件也不能因受切削力的作用而產生變形，所以要注意夾緊的力度和編程時的工藝合理性，減少外形變形問題。

本套夾具使用時主要是找正底座，并不需要找正毛坯。在機床外把毛坯先安裝到可拆夾具部件上，等到機床上的工件加工完成后拆下可拆夾具，再換上已安裝了新毛坯的可拆夾具即可馬上進行加工，大大縮短了加工準備時間。

4 結語

按照底板的加工要求，為實現操縱簡單、合理，保證工件的加工質量，做到低成本、高效率，需要從安全、省時、省力以及維護簡單等方面出發設計專用夾具，從而保證在有限的時間內保質保量地完成加工任務。