機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法的研究

【摘 要】 機(jī)床夾具是機(jī)電產(chǎn)品制造中的一項(xiàng)重要工具，其設(shè)計(jì)的好壞將直接影響著機(jī)電產(chǎn)品工件的質(zhì)量與精度。目前，部分機(jī)床夾具的工作效率仍舊有待提高，這在很大程度上制約了機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)的快速發(fā)展。只有設(shè)計(jì)出更加高效的機(jī)床家具，才能夠切實(shí)提高機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。本文主要針對(duì)機(jī)床家具的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，以期能夠?qū)ζ湫袠I(yè)的發(fā)展有所助益。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)床家具 ?設(shè)計(jì)方法 ?研究

機(jī)床夾具作為機(jī)電產(chǎn)品制造中一項(xiàng)必不可少的工具，它主要是用來(lái)裝夾工件，令工件固定在機(jī)床上，從而方便標(biāo)準(zhǔn)件的加工生產(chǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)床夾具已經(jīng)越來(lái)越跟不上機(jī)電產(chǎn)品制造行業(yè)的發(fā)展規(guī)模，設(shè)計(jì)更加高效的機(jī)床夾具非常有必要。以下筆者就來(lái)簡(jiǎn)單談一談機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法。

1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的意義

機(jī)床夾具是機(jī)電產(chǎn)品制造的重要環(huán)節(jié)，它影響著整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。若想實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化，首先就要提高機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)水平。由于在目前的機(jī)械制造過(guò)程中，仍舊還是傳統(tǒng)的機(jī)床夾具占據(jù)著主導(dǎo)地位，這在很大程度上阻礙了機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。而隨著近年來(lái)機(jī)械制造理論的日益成熟，其行業(yè)也迎來(lái)了全新的發(fā)展時(shí)期，因此，設(shè)計(jì)更加優(yōu)良、更加高效的機(jī)床夾具以提高機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量及促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展越發(fā)顯得意義深遠(yuǎn)。

2 機(jī)床夾具的組成及作用

雖然機(jī)床夾具因其工件形狀、尺寸及應(yīng)用場(chǎng)合的不同而有著不同的結(jié)構(gòu)和形式，但總體來(lái)說(shuō)，無(wú)論哪種形式的機(jī)床夾具，都主要是由夾緊裝置、定位元件及夾具體這三部分共同組成的;另外，根據(jù)不同的使用和設(shè)計(jì)要求，有些機(jī)床夾具還需要設(shè)置連接元件、對(duì)刀導(dǎo)向原件等元件或裝置。一個(gè)設(shè)計(jì)完善的機(jī)床夾具能夠在機(jī)械制造過(guò)程中有效定位和夾緊工件，使其與機(jī)床之間形成正確的位置及良好的連接剛性，從而使工件的切削加工更加高效、尺寸、形狀、位置等更加精確、質(zhì)量更加優(yōu)秀。

3 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

在進(jìn)行機(jī)床夾具設(shè)計(jì)之前，必須要先做好充足的準(zhǔn)備工作。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作主要是收集原始資料及明確設(shè)計(jì)任務(wù)。具體來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)當(dāng)要對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的零件圖、裝配圖等進(jìn)行仔細(xì)分析，詳細(xì)了解各個(gè)零件的形狀、結(jié)構(gòu)、重量、剛度、作用、材料硬度以及工業(yè)特性等;再者，還要詳細(xì)了解各零件的毛坯種類及加工工藝規(guī)程等，尤其是要明確各工序半成品的的尺寸、形狀、切削用量、加工余量以及所使用的定位基準(zhǔn)等;另外，還應(yīng)當(dāng)要明確各工序的定位及夾緊方式。只有做好了充足的準(zhǔn)備工作，才能夠?yàn)楹竺娴膴A具設(shè)計(jì)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 設(shè)計(jì)流程

機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)步驟：第一步，設(shè)計(jì)人員要確定好夾具的類型，按照特性的不同，機(jī)床夾具主要可以分為專用夾具、通用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具以及拼裝夾具等類型，而按照使用機(jī)床的不同，其又可以分為車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、鍵床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、齒輪機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具以及自動(dòng)線隨行夾具等類型，只有先確定好夾具的類型，才能夠進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì);第二步，設(shè)計(jì)人員要確定好各工序的定位及夾緊方式，一般應(yīng)在首序加工時(shí)加工出后面各工序的精基準(zhǔn)，并盡量使其達(dá)到統(tǒng)一，需要注意粗加工基準(zhǔn)只能夠使用一次，再就是還要選擇能夠令?yuàn)A緊力與切削力趨于平衡的夾緊裝置，同時(shí)應(yīng)盡量縮短其輔助時(shí)間;第三步，設(shè)計(jì)人員要確定好對(duì)刀基準(zhǔn)、夾具調(diào)?；鶞?zhǔn)、工件測(cè)量基準(zhǔn)等夾具基準(zhǔn)，其中對(duì)刀基準(zhǔn)的作用是用來(lái)在工件加工時(shí)確定刀具相對(duì)工件的位置，夾具調(diào)?；鶞?zhǔn)的作用是在夾具安裝時(shí)調(diào)校自身相對(duì)機(jī)床的位置，工件測(cè)量基準(zhǔn)則是在加工后期對(duì)工件進(jìn)行在線檢測(cè)的檢測(cè)基準(zhǔn)，只有確保了以上各項(xiàng)夾具基準(zhǔn)的統(tǒng)一，才能夠保證加工精度;第四步，設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)好夾具體，通常情況下，夾具體的結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)機(jī)床的相關(guān)參數(shù)及其相應(yīng)的加工方式來(lái)確定的，比較常見(jiàn)的夾具體結(jié)構(gòu)形式有旋轉(zhuǎn)型和固定型，設(shè)計(jì)人員應(yīng)正確選擇夾具體的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)要使其具有足夠的強(qiáng)度和剛度，而對(duì)于一些比較精密的夾具，應(yīng)當(dāng)時(shí)效處理其夾具主體，從而釋放其殘余應(yīng)力，避免夾具發(fā)生后期變形，再就是要注意令工件裝夾受力點(diǎn)避開工件的薄弱部位;第五步，設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)好定位元件，設(shè)計(jì)之時(shí)應(yīng)當(dāng)要考慮到工件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、精度等要求，使其各項(xiàng)精度達(dá)標(biāo)，并要注意其危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度，盡量避免使用中途發(fā)生損壞，以及還要使其結(jié)構(gòu)符合一般的標(biāo)準(zhǔn)化要求;第六步，設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)好夾緊機(jī)構(gòu)，使其具有合適的夾緊力和增力比，以保證其在夾緊工件原始力消失之后仍舊能夠在摩擦力的作用下保持應(yīng)有夾緊性能。

3.3 注意事項(xiàng)

由于當(dāng)機(jī)床切削力與機(jī)床載荷的受力方向相同時(shí)，其切削力也會(huì)成為載荷的一部分，因此在進(jìn)行機(jī)床夾具設(shè)計(jì)之時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)切削力大小的不同而為其鉆孔總重量留有一定的安全系數(shù)。再者，雖然夾具體、夾具零件等允許超出機(jī)床行程，但是這必須要在其對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程沒(méi)有干涉的前提下才可以，否則可能會(huì)引起夾具與機(jī)床的碰撞，從而造成雙方損壞。另外，在布置工件之時(shí)，也應(yīng)當(dāng)盡量使加工部位避開機(jī)床的行程極限。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的方案及技術(shù)還有待進(jìn)一步提高，只有通過(guò)設(shè)計(jì)人員的不斷學(xué)習(xí)與鉆研，并在日常工作當(dāng)中不斷進(jìn)行研究與實(shí)踐，才能夠找出其更加優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，為機(jī)械制造業(yè)增添更多的活力。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：胡崗（1981—），男，本科，講師，研究方向：數(shù)控車工加工、機(jī)床夾具。endprint