机床专用夹具设计要领及思路

机床专用夹具设计要领及思路

一、机床专用夹具设计要领

1、什么是机床专用夹具？

机床在加工时，用以装夹工件的工艺装备叫机床夹具，如工厂（以金属切削加工为主）里面常见的三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳、弹簧卡套等。这类型夹具按专门化分类属于通用夹具，在市场上可以直接采购获取；另外，我们还能见到专门为加工某一特定工件的某一工序而设计的夹具，这类夹具就是专用夹具，需要工厂自己（或委外）设计，自己（或委外）制造，总之在市场上不可以直接采购。

2、机床专用夹具用在什么场合？

机床专用夹具特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将有可能由于无法再使用而报废。因此，机床专用夹具仅适用于产品固定且批量较大的生产中。

3、机床专用夹具的工作原理（或机制）？

机床专用夹具的工作原理（或机制）主要是指工件的定位、夹紧2个方面，在加工时分别对应装和夹2个操作动作。加工时，先装工件，工件在夹具上定位，其作用是使同一工序中的一批工件都能够在在夹具中确定正确位置。然后夹工件，工件在夹具上夹紧，保证工件在加工时，在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下仍然能够占据正确位置。因此，设计需考虑夹具以下2方面：

（1）、定位功能，使一批工件获得相对于机床和刀具的正确位置；

（2）、夹紧功能，把工件可靠地夹紧；

4、机床专用夹具一般如何使用？

机床专用夹具在使用时，会安装在机床上面。安装方式根据机床而异，如钻床、普通铣床、加工中心、平面磨床及拉床等一般安装在机床工作台面上；车床、外圆磨床一般安装在机床主轴（或相关位置）上。总之，机床不一样，夹具的安装方式就不一样。因此，夹具安装位置的确定一定要在机床确定的前提下根据机床决定。

二、机床专用夹具设计思路

1、 机床专用夹具设计的装备工作

（1）、对专用夹具的基本要求

a、保证工件的加工精度

专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。

b、提高生产效率

应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。

c、工艺性好

专用夹具的结构应简单、合理；加工、装配、检验和维修等方便；

专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置调整间隙，采用可修模的垫片等。

d、使用性好

专用夹具的操作应简便、省力、安全、可靠，另外排削方便，必要时可以设置排削结构。

e、经济性好

除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。

2、 专用夹具设计步骤

（1）、明确设计任务和收集设计资料

夹具设计第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要了解工件的结构特点、材料；明确本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。

其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零（部）件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可以收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。

（2）、拟定夹具结构方案，同时绘制夹具草图

a、确定工件的定位方案，设计定位装置；

b、确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置；

c、确定对刀或导向方案，设计对刀装置或导向装置；

d、确定夹具在机床的安装方式，设计连接元件和安装几面；

e、确定并设计其他装置（或元件）的结构型式，如分度装置、预定位装置及吊装元件等；

f、确定夹具体的结构型式。

（3）、进行必要的分析及计算

工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种方案时。可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。

（4）、审查方案与改进设计

夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，并根据他们的意见对夹具方案进一步修改。

（5)、绘制夹具装配总图

夹具的总装配图应按国家制图标准绘制，绘图比例尽量采用1:1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、各种装置的结构及其相互关系表达清楚。