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基於實（shí）例（lì）的專用夾具結構設計與分析

2014-7-2 來源（yuán）：江西機電職業（yè）技術學院作者：戴姣麗胡丹丹

1 目前夾具設計概況

機械加工過程中，夾具是必不可少的工藝設備。其作用是（shì）正確確定（dìng）工件與（yǔ）刀具間（jiān）的相對位置（zhì），並將工件牢固地夾緊，使用夾具可（kě）以有效地（dì）保證工件（jiàn）的加工質量，擴大機床的工藝範圍。因此夾具在機械製造中占有重（chóng）要的地位（wèi）。隨（suí）著國民經濟的發展（zhǎn），這些（xiē）年數控機（jī）床、加工（gōng）中（zhōng）心、成組技術、柔性製造係統（FMS）等新加（jiā）工技術的應用，對夾具（jù）有了（le）新的要求：①能夠方便地投（tóu）入使用在新產（chǎn）品加工中（zhōng），以降低生產成本（běn）；②能（néng）夠裝夾相似結構的零件；③能夠達到精（jīng）密加工的機床夾具；④能夠符合各種現代製造的技術；⑤提高夾具的標準化程度。

本文基於一個簡單軸類零件設計銑床的專用夾具，介紹機床夾具的一些最基本的作用、分類及特（tè）點，針對軸套類銑床（chuáng）夾具的定位方案、夾（jiá）緊裝置、對刀裝置進行結構設計與分析。對夾具知識的一個（gè）實例應用進行淺析，供（gòng）教學的簡單參考（kǎo）。

2 夾具設計原則和零件工藝（yì）分析

專用夾具的針對性很（hěn）強，隻為了（le）加工某一工件某一工序而專門設計（jì）和製（zhì）造的夾具。此類夾具沒有通用性，所以常應用於大批量生產中，可獲得較高的生產率和（hé）加（jiā）工（gōng）精度。但是專用夾具的設計製造周（zhōu）期較長，隨著現代多品種（zhǒng），中、小批生（shēng）產的發展，專（zhuān）用夾（jiá）具的適應性和經濟性（xìng）等方麵也是現在製（zhì）造中考慮的解決問題。

本設計中針對在長為400mm， 100h6 的長軸如圖1 所示上銑鍵槽：長300±0.4mm，寬40H11mm，深度25mm，為這一道工（gōng）序設計（jì）一（yī）個（gè）銑床專用夾具。在銑鍵槽前其他表麵均已加工好，本工序的（de）加工要求是（shì）：鍵槽寬（kuān）40H11，槽側麵對100h6 軸線的對稱（chēng）度為0.10mm，平行（háng）度為（wéi）0.08mm，槽深控（kòng）製尺寸為75mm，鍵槽長度（dù）為（wéi）300±0.4mm。

3 夾具結構設計

根據零件加工要（yào）求分析，銑（xǐ）鍵槽時在機床上定位應限製五個自由度才能保證加工。此類長軸零件形狀規則，以工件的外圓在長V 形塊上定位，限製Z 方向、Z 旋轉、X 方向、X 旋轉4 個自由度，以（yǐ）工件的端麵在（zài）止推銷上定位，限（xiàn）製Y方（fāng）向自由度。這道工序比較簡單，可以在銑床主（zhǔ）軸上安裝兩（liǎng）把直徑相等的銑刀，同（tóng）時對兩個（gè）工件銑鍵槽，每進給一次（cì），即能得到兩個均已加工好鍵槽的工件，提高加工的效率。這種（zhǒng）結構（gòu）形式稱為雙工位銑床夾具。

（1）定位方案（àn）的（de）設計。定位元件是夾具的重要組成部分之一，主（zhǔ）要功能是（shì）使工件在夾具中占據正確的位置。這工（gōng）件（jiàn）以100h6 外圓（yuán）在V 形塊上定位（wèi），端麵加止推銷，如圖2 所示。

（2）夾緊方案（àn）的設（shè）計。夾緊裝（zhuāng）置也是夾具的主要組成部分之（zhī）一，其作用是將工件壓緊夾牢，保證（zhèng）工件在加工過程（chéng）中（zhōng）受到外（wài）力時不離開已經占據的正確位（wèi）置。根據夾緊（jǐn）力的（de）方向應朝（cháo）向主（zhǔ）要限（xiàn）位麵以及作用點應落在定位元件的支承範圍內的（de）原則。這裏采用壓板固定工件，如圖3 所示。鉸鏈壓板的兩個弧形麵的曲率半徑應大於工（gōng）件的最（zuì）大半徑。因為批量不是很大，這裏采用（yòng）手動夾緊。下麵那端為螺紋端，上麵那端可（kě）通過內六角扳手轉動對夾具進行裝夾。

（3）對刀方案的設計。鍵（jiàn）槽銑刀需兩（liǎng）個方向對刀，故應采用側裝直角對刀塊。由於兩（liǎng）銑刀的直徑（jìng）相等，鍵槽深（shēn）度由兩工位V 形塊定位高度之差保證。兩銑刀的距離150mm 則由兩銑刀鍵的軸套長度確定。因此，隻需設置一個對（duì）刀塊即能滿足鍵槽的加工要求，如圖4 所示。