關于機械加工工藝中夾具的設計教學研究

陳志

摘 要 在機械加工工藝中最重要的是要熟練掌握機床夾具設計的技巧，并且還要學會把機床夾具設計方法運用到實踐操作中去。本文根據日常的教學經驗，就學生如何掌握夾具設計方面的相關知識點，夾具設計的步驟及方法進行了講述。

關鍵詞 加工夾具 夾具設計 機械加工工藝

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Teaching and Research on the Design of the Fixture in Machining Process

CHEN Zhi

（Sichuan Guangyuan Radio and TV University， Guangyuan， Sichuan 628017）

Abstract In the machining process， the most important skill is to master fixture design， and also learn to fixture design method applied to the practical operation. According to the daily teaching experience， on how students acquire the relevant knowledge of fixture design， fixture design steps and methods were described.

Key words machining fixture； fixture design； Fixture in Machining Process

1 夾具設計的步驟（四步）

1.1 收集和研究有關資料

收集和研究相關資料是學生學習機床夾具的基礎，它奠定了學生對于夾具的相關了解。在研究和收集資料時，一定要以一個仔細認真的態(tài)度去研究夾具設計任務書，因為其中有些是對以后的設計有幫助的一項，即對定位基準、夾緊方案及有關要求的說明，這也是在做這一項任務時需要提醒學生的。

1.2 確定夾具的結構方案

確定夾具的結構方案一定要以收集相關資料為基礎，而且學生在學習設計結構時，要根據夾具設計任務書進行。在保證夾具成功安裝的情況下，學生在設計前要認真收集和研究如下有關資料。

（1）生產批量。大批量生產基本都采用氣動、液壓或其他機動夾具，因為其自動化程度高，同時夾緊的工件數量多，但是機動夾具不夠簡單；中、小批量生產則不同，它宜采用構造簡單的手動萬能通用夾具。

（2）制定零件圖及工序圖。制定零件圖及工序圖也是確定夾具結構的重要一步，它直接影響著夾具生產的結構，一個好的結構圖直接影響著結構的生產形態(tài)和質量。零件圖給出工件在尺寸、位置等方面精度的總的要求；工序圖則給出所用夾具加工工件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、工序加工精度等要求。這兩種繪制圖大大提升了夾具結構的設計效率。

（3）夾具典型結構及有關標準，教學過程中，，老師將夾具結構圖冊和有關夾具零部件標準等資料收集，利用典型事例生動的加以說明，使學生更加了解這個結構和規(guī)定的標準。此外，培養(yǎng)學生的查閱資料能力和動手能力，以便學生在設計時更加順手，設計出的夾具更能適應市場。

（4）確定結構方案。在以上三個步驟的基礎上，完成結構方案這個步驟則顯得更加容易，學生動手去做這件事時則給人一種手到擒來的感覺，拿起來就會做。當學生搜集了那么多的資料，且做了那么多方案后，一份完整的結構方案就展現(xiàn)在人們面前。相信學生在做出這樣一份成功的結構方案時，會收獲不少。在那么多份的手繪及電子繪圖中，再經過精細的計算和斟酌思考，采取一個合適的辦法，那么，一個完美周到的結構方案就可以順利出世了。

1.3 繪制夾具總圖

一份夾具總繪制圖的繪制，不僅有國家相關標準的嚴格審查，還有人們的智慧包含其中。人們在設計制作時，將視圖的數目計量減少，所畫的工件輪廓線與夾具上的任何線不相干涉，外輪廓則以黑色雙點劃線表示。夾具總圖的繪制要以仔細認真的態(tài)度，此外，夾具總圖的繪制也做了更詳細的要求：（1）圖樣繪制應符合國家制圖標準。（2）盡量采用1：1的繪圖比例。（3）局部結構視圖不宜過多。（4）反復進行局部結構的調整和完善。

圖1

1.4 最后把相關尺寸標記上和夾具的技術要求

上述所講相比來說是比較容易的，但這一步相對來說是個難點，在這一過程中，教師要對學生多加督導，因為學生在這方面的經驗相對來說很少，所以在處理方面往往不能做好，導致做出來的夾具不能使用，浪費了大量的材料。老師在這一過程中，應多查閱一些相關的技術手冊，多給學生一些事例，還要多參考一些成功的范本。

圖2

1. 支撐旋轉軸；2.氣缸活塞桿；3.氣缸活塞導向桿；4.氣缸旋轉軸；5.氣缸；6.產品定位板；7.固定旋轉軸；8.底面

2 以平面上鉆斜孔加工的夾具設計進行研究分析

在平面上鉆斜孔，孔的傾斜中心線與基準面有角度，這種孔加工難度大，需要用夾具來保證。

如圖1所示，上述零件上有一個5mm的孔，與上表面的夾角成45埃氪怪狽較虻募薪淺？3？1'，是一個空間角度?？紤]到工件的重量較重，夾具考慮如下方案：在安裝時，安裝平面為水平狀態(tài)，產品只需旋轉一個方向，就可以水平裝入，安裝后，通氣，氣缸活塞桿向后收縮，產品定位板通過固定旋轉軸旋轉，旋轉到固定角度塊位置時，氣缸還有收縮余量，此時氣缸把產品定位板施加力并壓緊定位板，此時就可以加工產品。工件加工完后，氣缸伸出，把安裝板頂平，平著就可以吊出產品（見圖2）。

固定第一步，工件安裝時，產品安裝導向塊用來限定孔與垂直方向的夾角33？1'，工件安裝后，這個角度面與產品的定位板旋轉方向一致，工件在定位板上呈斜向裝夾。第二步，工件加工時，產品定位板在氣缸的作用下，向下轉 3 結束語

我們在日常生活中會接觸到不同種類的機械，他們的零件也不同，內部零件精度的高低影響著機械的安全性能，加工夾具的好壞對零件精度的高低起著決定性作用。由于零件的加工精度及質量高低主要受金屬加工夾具設計水平高低的影響，所以，要想提升零件的加工質量及精度，就要科學合理地設計加工夾具，最終提升零件的加工精度，提高生產的效率。

參考文獻

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