數(shù)控加工設備專用夾具設計探究

于娟娟

摘要：伴隨著“中國制造2025”計劃的提出，我國對于制造業(yè)的自主發(fā)展也越發(fā)的重視起來。自動化設備是制造業(yè)發(fā)展的基礎，被廣泛應用于各個制造業(yè)領域中，尤其是在機械加工領域，數(shù)控加工設備已經(jīng)基本普及，關于數(shù)控加工設備的發(fā)展也在不斷地深化。在加工過程中，為了裝夾零件使其在機床中有一個正確的位置，從而設計專用的夾具，好的夾具設計對于設備的精度、穩(wěn)定性和使用壽命都有著非常明顯的維護和提升作用，而且能夠有效的提高產(chǎn)品的加工效率、保證產(chǎn)品的加工精度和質量、最大限度降低人工工時，實現(xiàn)零件的智能化加工生產(chǎn)。所以本文主要就數(shù)控加工設備專用夾具設計進行研究，以下簡稱專用夾具，希望能為相關領域的發(fā)展提供一些參考和助力。

關鍵詞：數(shù)控加工設備;專用夾具;設計

專用夾具的設計之路仍有許多問題需要探究，只有設計者不斷的進行刻苦鉆研，才能讓夾具更好的為產(chǎn)品加工服務，起到最優(yōu)的效果，保證零件的質量和精度，同時合理的夾具設計是提高相關加工企業(yè)行業(yè)競爭力和成本控制的關鍵因素。

一、專用夾具的主要組成

數(shù)控加工設備專用夾具主要由以下六部分組成：夾具本體、夾具支撐、定位裝置、零件支撐裝置、零件壓緊裝置、油路或氣路裝置。在設計夾具時以上組成是我們要著手設計的方向。同時考慮數(shù)控加工設備智能化、開放性等特點，要求能夠以高效率、高精度和高適應性為基本要求的設計原則來進行夾具設計。

二、專用夾具設計的注意事項

（一）夾具定位的準確性

精準定位是夾具設計的根本目的也是最基本的前提，精準定位意思就是每一個零件放在夾具上都能保證在同一個位置。定位包括外形定位和孔定位，符合一面兩銷的定位原則，包括壓緊裝置，空間六個自由度均被限制。怎樣實現(xiàn)產(chǎn)品從毛坯到成品的機加過程定位很重要，第一道工序的定位往往最重要，決定了后面加工工序的質量。第一道工序往往會以毛坯面支撐和毛坯孔定位，定位銷的形式選擇也很關鍵，是浮動還是固定要根據(jù)產(chǎn)品毛坯的制造精度來決定。

（二）夾具支撐點和壓緊點要對正

在實際生產(chǎn)加工過程中，經(jīng)常會碰到一些薄壁產(chǎn)品，在設計夾具時產(chǎn)品支撐點和壓緊點一定應該對正，否則產(chǎn)品被壓緊時會產(chǎn)生較大的變形量從而影響產(chǎn)品的加工質量，無法保證產(chǎn)品的尺寸要求。

（三）產(chǎn)品裝夾的便捷性在這個效率決定一切的時代，制造業(yè)對此更為重視，因，此便捷的裝夾對夾具設計是必須要考慮的因素，假如一個產(chǎn)品加工時裝夾時間比加工時間都要久那么這個夾具在設計上還有待優(yōu)化。

（四）夾具的剛度和受力要求

數(shù)控加工過程中，由于不同工件的重量不同，不同材料加：工時的切削力不同，因此對夾具的剛性要求也不同，夾具剛性不夠直接影響產(chǎn)品加工質量，更嚴重的會損壞設備主軸，發(fā)生安全事故，因此一定要首先保證剛性需求問題，夾具的剛度決定了零件在加工過程中是否穩(wěn)定，如果剛度出現(xiàn)剛度不足問題，就很容易對零件的加工精度產(chǎn)生影響;在實際加工過程中發(fā)現(xiàn)夾具的實際剛度沒有達到設計要求，設計者還可以通過修正夾具元件的措施來對夾具剛度進行補正，也可以改變夾具的重心來對零件加工過程進行運動補償。

（五）夾緊裝置

夾緊機構的主要作用是為了保證工件加工的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)工價脫落的現(xiàn)象，如果工件在裝夾的過程中，出現(xiàn)工件的晃動現(xiàn)象，會導致工件的精準度大幅度下降，出現(xiàn)工件變形或者損壞的現(xiàn)象發(fā)生。下面進行具體的分析研究，主要有以下幾點：第一，夾緊的力度需要根據(jù)實際情況進行考慮，首先要保證夾緊的力度不會損壞工件，還要在每個加工步驟時，不會出現(xiàn)工件的晃動，要保證工件始終緊緊的固定在夾緊機構中。第二，根據(jù)上述的文章中，我們已經(jīng)提出了夾具的零件機構需要保證簡單性的原則，我們在進行夾緊機構的設計工作時間，也需要遵循以上原則。還要對夾緊機構的距離設置進行注意，避免出現(xiàn)夾緊裝置和刀具的碰撞情況發(fā)生。第三，選用一面兩銷的原則，可以將一次性裝夾的裝夾表面增多，避免多次裝夾產(chǎn)生劃痕。第四，夾緊力過大會對工件產(chǎn)生直接影響，我們可以將夾緊力的發(fā)現(xiàn)進行合理的設置，可以有效降低夾緊力，本文選擇將夾緊力的方向和其他作用力的方向保持一致。第五，有些加工工件的精度要求較高，我們可以選擇分開加工的方式進行加工，對于不同的加工方式根據(jù)實際情況調節(jié)夾緊力度。

三、影響夾具設計的主要因素

（一）客觀因素

在設計過程中有許多因素影響著我們的設計思路，客觀因素主要有機床型號、工作臺、加工行程、液壓站和空壓站。

在這里存在雙向選擇的關系，設備制約著夾具的設計方案，另外被加工產(chǎn)品的外形尺寸也制約著設備的選擇。目前我國夾具主要是通過元器件拼裝的形式來設計的，在一些企業(yè)存在著自己的夾具標準件，可以重復利用，標準件可以提前儲備縮短了夾具制作周期，提高了產(chǎn)品樣件加工效率。

（二）主體因素

這里的主體因素主要是指產(chǎn)品的自身特點，主要包括材料、外形尺寸、結構、剛性、加工部位及加工精度。夾具的設計最終目的就是為了加工出合格的產(chǎn)品，在夾具設計過程中，產(chǎn)品的特性是決定性的，在滿足這個因素的前提下再考慮外在的加工環(huán)境。

四、夾具設計實例分享

以圖1分享一個工件的夾具設計思路，僅供參考

五、結論

夾具設計是需要根據(jù)各方面的影響因素，來實現(xiàn)產(chǎn)品的加工，并保證產(chǎn)品加工的質量達到要求;需要不斷改進和提升，本文總結幾點夾具設計的原則：保證工件的加工精度、提升生產(chǎn)效率、工藝性能好、使用性能好、經(jīng)濟性好同。

參考文獻：

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[3]吳拓主編，現(xiàn)代機床夾具設計[M].化學工業(yè)出版社，2011年9月北京第2版第1次印刷。