淺談機(jī)械制造夾具設(shè)計(jì)方法

葉鑒樟

摘 要：針對(duì)日常生產(chǎn)過(guò)程中，夾具設(shè)計(jì)問(wèn)題作出分析。設(shè)計(jì)一套經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全可靠的夾具不僅是對(duì)工件質(zhì)量的保證，同時(shí)也能提高生產(chǎn)效率、提高工人操作舒適度、減少后期維護(hù)。本文結(jié)合自己日常工作經(jīng)驗(yàn)提出一些夾具設(shè)計(jì)的方法及思路與大家進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：制造；成本；安全性；可靠性；可操作性；防錯(cuò)；合理性

中圖分類號(hào)：TG751.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）03-0077-01

1 設(shè)計(jì)前思考

當(dāng)我們拿到一張新的圖紙時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）前提因素：必須保證工件的加工精度；（2）我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具怎么使加工更簡(jiǎn)便，減少裝夾次數(shù)以提高生產(chǎn)效率；（3）工件產(chǎn)量如何，比如在大批量生產(chǎn)時(shí)便會(huì)采用機(jī)械傳動(dòng)、液壓、氣壓等結(jié)構(gòu)以提高效率；（4）夾具可靠性，夾具應(yīng)做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，省力、安全、防錯(cuò)等相關(guān)因素；（5）夾具的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，便于夾具的制造、裝配、檢驗(yàn)、調(diào)整與維修，同時(shí)便于后期保存與維護(hù)；（6）夾具的通用性，當(dāng)被加工的產(chǎn)品外形與其他產(chǎn)品相似時(shí)，可否通過(guò)更換某些零件達(dá)到共用的效果。

2 設(shè)計(jì)夾具的具體步驟

（1）收集并分析資料。我們需要掌握的資料應(yīng)當(dāng)有：工件的技術(shù)文件，所使用的機(jī)床，夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)。為了使夾具符合本廠的實(shí)際情況，還應(yīng)分析工件的工作圖、毛坯圖、裝配圖等，明確工件的結(jié)構(gòu)、材料、產(chǎn)量、工作環(huán)境，深入了解本工序加工要求、前后聯(lián)系、毛坯種類、加工余量等。

在設(shè)計(jì)中可參考生產(chǎn)中行之有效的典型結(jié)構(gòu)，還應(yīng)了解夾具生產(chǎn)方的技術(shù)水平及材料庫(kù)存。

（2）確定夾具結(jié)構(gòu)。遵照六點(diǎn)定位規(guī)則確定工件的定位方式，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位元件。研究確定工件夾緊部位和夾緊方法：①夾緊裝置在對(duì)工件夾緊時(shí)，不應(yīng)破壞工件的定位，為此必須正確選擇夾緊力方向及著力點(diǎn)；②夾緊力大小應(yīng)可靠、適當(dāng)，要保證工件在夾緊后變形受壓表面的損傷不致超出允許范圍；③夾緊裝置簡(jiǎn)單合理，操作方便，省力安全；④夾緊力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。

夾緊裝置可按夾緊機(jī)構(gòu)的類型和夾緊裝置的動(dòng)力源來(lái)分類。（如圖1）

研究確定刀具的引導(dǎo)方案，設(shè)計(jì)對(duì)刀、導(dǎo)引裝置。最后應(yīng)聽(tīng)取工件設(shè)計(jì)部門、工藝部門、制造部門和車間相關(guān)人員的意見(jiàn)，以達(dá)到夾具最優(yōu)化的目的。

（3）繪制圖紙。在繪制圖紙時(shí)應(yīng)遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)能清楚的表達(dá)夾具的工作原理、整體結(jié)構(gòu)、元件間的相互關(guān)系。

在我們實(shí)際工作中，許多夾具是借用的，所以應(yīng)當(dāng)給夾具總成、零件分別編號(hào)，并編寫(xiě)夾具明細(xì)清單，注明用途，方便以后夾具改制、借用以及還原。

在繪制圖紙時(shí)一些技術(shù)要求：①必須包含夾具外形最大輪廓尺寸；②定位元件工作部分位置尺寸，夾具與工件之間的間隙盡量留大，防止干涉與以后修改；③夾具與刀具的聯(lián)系尺寸；④夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸；⑤夾具制造和使用的特殊要求。

夾具與工件加工精度有關(guān)的尺寸公差可參考工件相應(yīng)公差的1/5—1/2。

3 夾具體設(shè)計(jì)與制作

在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，形狀尺寸往往是非標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)當(dāng)注意以下問(wèn)題：

（1）應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行熱處理，必要時(shí)可增加加強(qiáng)筋、框架等；

（2）結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，方便裝卸，盡量設(shè)計(jì)防錯(cuò)裝置；

（3）排屑方便，加工產(chǎn)生大量鐵屑時(shí)應(yīng)設(shè)排屑口，還應(yīng)考慮排切削液；

（4）在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定，可在夾具上設(shè)計(jì)壓板槽、定位工藝孔等；

（5）夾具材料選擇應(yīng)根據(jù)其硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性、可加工性、經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定；

（6）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于維修和更換易磨損件，某些配合的零件應(yīng)便于拆卸，對(duì)易損件特殊標(biāo)注，方便做安全庫(kù)存。

4 編寫(xiě)夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

最后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)關(guān)注夾具制造、裝配和試用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)加以改進(jìn)，直至夾具能投入生產(chǎn)使用。

參考文獻(xiàn)

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