浅谈机床夹具在设计过程中的几点问题

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1、浅谈机床夹具在设计过程中的几点问题摘要：制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。其中机械制造业是整个制造业的核心，其生产能力和水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度，而这种能力又取决于机械制造装备的先进程度。在机械制造过程中机器零部件的精度控制与机床夹具的优劣程度有重要的关系。关键词：定位机构夹紧机构“四化”机器零件在工艺规程制定后，就要按照工艺规程的顺序加工。加工中工件相对于机床或是刀具要获得正确的位置，机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以

2、机床夹具设计是加工过程的活跃因素，也是其中一项重要的工作。1机床夹具的功能1.1保证加工精度工件加工过程通过机床夹具进行定位、加紧，以保证加工表面稳定的位置精度。1.2缩短辅助时间，提高生产率夹具的使用，可以减少划线、找正、对刀等辅助时间，多件，多工位的夹具及气动、液动的夹紧装置能进一步减少辅助时间，提高生产率。1.3扩大了机床的使用范围有的机床夹具实质上对机床进行了局部改造，扩大了原来机床的功能和使用范围。1.4降低了对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。2机床夹具的类型2.1通用夹具通用性强的夹具，一般不需要调整

3、就可以适应多种工件的安装，在单价小批量生产中应用较广。如三爪卡盘、平口钳、万能分度头。2.2专用夹具用于特定工件特定工序的夹具。广泛应用于成批或是大批生产的工件中。如为铣削键槽专门设计的铣槽夹具。2.3组合夹具它具有良好的互换性和耐磨性的一系列标准件组装成的夹具。使用时根据工件结构和工序选择适当的标准件组装即可。但是刚性差，结构相对庞大，适用于单件或是小批生产中。2.4成组夹具按照工件形状、尺寸、材料和工艺的相似性分组，为每组工件的某道工序设计组内通用的专用夹具。通过对夹具中部分元件进行更换和调整，便可加工组内任何工件。柔性较强，适用

4、于产品品种多，批量小时的工件。2.5随行夹具这类夹具一般在自动生产线上使用，除了装夹工件外，还沿生产线输送工件从一个工位到下一工位，所以称之为随行夹具。3机床的组成机床夹具一般由定位、加紧和夹具体，不可缺少的三部分和导向对刀、动力、定位元件及其他辅助元件装置构成。如下图：4机床夹具设计4.1定位机构的设计4.1.1六点定位原理采用六个按照一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。常见的情况有四种：①平面。采用1~3根支撑钉；采用1~2块条形支撑板；采用一块矩形支撑板。②圆孔。采用短圆柱销、长圆柱销、两段短圆柱销；

5、菱形销、长销小平面组合、短销大平面组合；固定锥销、浮动锥销、固定锥销和浮动锥销组合；长圆柱心轴、短圆柱心轴、小锥度心轴。③外圆柱面。采用一块短v形销、两块短v形销、一块长v形销；一个短定位套、两个短定位套、一个长定位套。④圆锥孔。采用固定顶尖、浮动顶尖、锥度心轴。4.1.2限制工件自由度与加工要求的关系根据工件加工表面的位置要求，将六个自由度全部限制时称之为完全定位。当限制的自由度少于六个时，称之为不完全定位。当需要的自由度均被限制，称为定位的正常情况，可以是完全定位，也可以是不完全定位。当需要的自由度没有完全限制，或是某个自由度被两

6、个或是两个以上约束重复限制，称为非正常情况，前者为欠定位，后者为过定位。有两种情况允许过定位：①工件刚度差，在夹紧力、切削力作用下会产生很大变形，此事只是提高工件某些部位的刚度，减小变形。②工件的定位表面和定位元件在尺寸、形状、位置精度已很高时，过定位不仅对定位精度影响不大，还有利于提高刚度。在实际加工中为解决限制工件自由度和加工要求的关系问题是还须注意以下几点：①不允许出现欠定位。即根据加工要求应予限制的自由度，但是并未限制，在实际中支撑点数目少于理论上的，于是工件的正确位置将无法保证。②一般情况下，限制自由度数目越多，夹具的结构越

7、是复杂，故为了简化夹具结构，在保证工艺的前提下，限制的自由度数目应尽量减少；但是在任何情况下所限制的自由度数目不得少于三个，否则工件定位不稳定，而支撑点的布置取决于工件的形状。②为了便于夹紧或是合理的安排工件，实际采用的支撑点的数目允许多于理论分析的支撑点数目，但是一般不重复限制自由度。4.1.3定位误差的产生及原因定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差。通常在加工后，由于尺寸、形状、位置三方面偏离理想工件造成。大概有以下三方面因素造成：①工件在夹具中的定位、夹紧误差。②夹具带着工件安装在机床上，相对于机床主

8、轴或是刀具或是运动导轨的位置误差。③工件加工过程中由于机床的几何精度、受热变形、切削振动、工艺系统的受力等引起的误差。误差产生的原因有如下几种：①基准不重合带来的定位误差。有平面定位误差、工件以圆孔在心轴上定位的误差、工