淺析機(jī)床專用夾具

劉巖 教傳艷* 沈陽工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院

現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專業(yè)夾具。一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)以千計(jì)的專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)企業(yè)中，每隔2-3年就要更新50%--80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10%--20%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出新的要求：

（1）能迅速、方便的促進(jìn)新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本；

（2）能裝夾一組具有相似特征的工件；

（3）能適用于精密加工的高精密機(jī)床夾具。

1 研究的目的及意義

夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝置，主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測(cè)、展示、運(yùn)輸?shù)?。?yōu)良的機(jī)床專用夾具在保證工件各項(xiàng)加工精度要求、改善工人勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍、有效的安全生產(chǎn)、縮短新產(chǎn)品試制周期等方面有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益。槽類、孔類工件是常見的工程結(jié)構(gòu)，提高槽類、孔類工件銑床夾具設(shè)計(jì)能力對(duì)加工行業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床專用夾具必須具備以下幾個(gè)主要特征：

（1）保證工件加工精度

對(duì)于專用夾具本身來講，要確保工件的加工精度，首先要正確地選擇定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需進(jìn)行精度分析；另外還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。

（2）提高生產(chǎn)效率

劉雁衡隨即停止演奏，一睜開眼，就看到一個(gè)雪人站在面前。四小姐穿著一件銀狐皮大衣，頭戴一頂貂裘帽子，亭亭立于眼前。

專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作簡單、方便，縮短加工輔助時(shí)間，有效的提高生產(chǎn)效率。

2 夾具的分類及設(shè)計(jì)原則

機(jī)床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設(shè)計(jì)、制造和管理的方便，往往按某一屬性進(jìn)行分類。

按夾具的通用特性分類， 這一分類方法，常用的夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具等五大類[2]。它反映夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，因此是選擇夾具的主要依據(jù)。

2.1 通用夾具

通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬能分度頭、中心架、電磁吸盤等。其特點(diǎn)是適用性強(qiáng)、不需調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀范圍內(nèi)的各種工件。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而降低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。

2.2 專用夾具

專用夾具是針對(duì)某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。其特點(diǎn)是針對(duì)性極強(qiáng)，沒有通用性。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長，隨著現(xiàn)代多品種及中、小批生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具在適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性等方面已產(chǎn)生許多問題。

3 銑床專用夾具的設(shè)計(jì)原則

由于銑削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，所以不但所需的切削力較大，而且切削力的大小及方向隨時(shí)都可能在變化，致使在銑削過程中產(chǎn)生振動(dòng)[3]。因此銑床夾具在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下原則：

（1）要有足夠的夾緊力，夾具結(jié)構(gòu)要有足夠的剛性。

（2）為了提高銑床夾具的剛性，工件待加工的表面應(yīng)盡量不超出工作臺(tái)，在確保夾具有足夠排屑空間的前提下，盡最降低夾具的高度，一般夾具高與寬之比為 1：1.25。

（3）對(duì)于以鑄、鍛件毛坯面定位的銑夾具，應(yīng)以毛坯圖作為設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)，以免對(duì)工件毛坯余量尺寸和形狀誤差、分型面或澆 冒口等問題因考慮不周而影響夾具的合理性和可靠性。

4 總結(jié)

綜上所述，通過對(duì)夾具的分析可以給機(jī)床夾具設(shè)人員在對(duì)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)作為參考，避開繁瑣的建模工作，從而大大提高設(shè)計(jì)人員的工作效率，減少設(shè)計(jì)人員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短夾具的設(shè)計(jì)和開發(fā)周期，減少夾具設(shè)計(jì)中的成本費(fèi)用，加快產(chǎn)品的更新速度。

[1]楊 杰.基于WEB的夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械,2004(02)：35-36.

[2]馬賢智.夾具與附具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996.

[3]許生蛟.組合夾具圖冊(cè).上冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996.