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基於實例的專用夾具結構設計與（yǔ）分析

2014-7-2 來源：江西（xī）機電職業技（jì）術學院作者：戴姣麗胡丹丹

1 目前夾具設計概況

機械加（jiā）工過程中，夾具是必不可少的工藝設備。其作用是正確確定工件（jiàn）與刀具間的相對位置，並將工件牢固地夾緊，使用夾具（jù）可以有效（xiào）地保（bǎo）證工件的加工質量，擴大機床的工藝範圍。因此夾具在機（jī）械製造（zào）中占有重要的地位。隨（suí）著國民經濟（jì）的發展，這些（xiē）年數控機床、加工中（zhōng）心、成（chéng）組技術、柔性製造係統（FMS）等新加工技術的應用（yòng），對夾具有了新的要求：①能夠方便地投入使用在新產品加工中，以降低生（shēng）產成本；②能夠裝夾相似結構的（de）零件；③能夠達到精密加工的機床夾具；④能夠符合各種現代製造的技（jì）術；⑤提高夾具的標準化程度。

本文基於一個簡單軸類零件（jiàn）設計銑床的專用夾具，介紹機床夾具（jù）的一些最基本的作用、分類及特點，針對軸（zhóu）套類銑床夾具的定位方案、夾緊裝置（zhì）、對刀裝置進行結構設計與分析。對夾具知（zhī）識的一個實例應用進行淺析，供教學的簡單參考。

2 夾具設計原（yuán）則和零件工藝分（fèn）析

專用夾具的針對性很強，隻（zhī）為了加工某一工（gōng）件某一（yī）工序而專（zhuān）門設計和製造的夾具。此類夾具沒有通用（yòng）性，所以常應用於大批（pī）量生產中，可獲得較高（gāo）的生產（chǎn）率和加工精度。但是專用夾（jiá）具的設計製造周（zhōu）期（qī）較長，隨著現代多品種，中、小批生產（chǎn）的發展，專用夾具的適應性和經濟性等方麵也是現在製造中考（kǎo）慮的解（jiě）決（jué）問題。

本設計（jì）中針對（duì）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（xù）設計一個銑床（chuáng）專用夾具。在銑鍵槽前其他表麵均已加工好，本工序的加（jiā）工（gōng）要求是：鍵槽寬40H11，槽側（cè）麵對100h6 軸線的對稱度為0.10mm，平行度為0.08mm，槽深控製尺寸（cùn）為75mm，鍵槽長度（dù）為300±0.4mm。

3 夾具結構設計

根據零件加工要求分析（xī），銑鍵槽時在機（jī）床上定位應限製五（wǔ）個自由度才能保證加工。此類長（zhǎng）軸零件形狀規則，以工件的（de）外（wài）圓在長V 形（xíng）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）工件的端麵在止推銷上定位，限製Y方向（xiàng）自由度。這道工序比較簡單，可以在銑床主（zhǔ）軸上安裝兩把直徑（jìng）相等的銑刀，同時對兩個工件銑鍵槽，每進（jìn）給一（yī）次，即能（néng）得到兩個均已（yǐ）加工好鍵槽的工件，提高加（jiā）工的效率。這種結構形（xíng）式稱（chēng）為雙工位銑床夾具。

（1）定（dìng）位方（fāng）案的設計（jì）。定位元件是夾具的重（chóng）要組成部分之一，主（zhǔ）要（yào）功能是使工件在夾具中占據正確的位（wèi）置。這工件以100h6 外圓在V 形塊上定（dìng）位，端麵加止推（tuī）銷，如圖2 所示。

（2）夾緊方案的設計。夾緊裝置也是夾具的主要組成部分（fèn）之（zhī）一，其作用是將工件（jiàn）壓緊夾牢，保證（zhèng）工件在加工過程中受到外力時不離開（kāi）已（yǐ）經占據的正確位置。根據夾緊（jǐn）力的方向應朝向主要限位麵以及作用點應落在定位元件的支承（chéng）範圍內的原則。這裏采用壓板固定工件，如圖3 所示。鉸鏈壓板的兩（liǎng）個弧（hú）形麵的曲（qǔ）率半徑應大於工件的最大半（bàn）徑。因為批量不是很大（dà），這裏采用手動（dòng）夾緊。下麵那端為螺紋端，上麵那端可通過內六角扳手轉（zhuǎn）動對夾具進行裝夾（jiá）。

（3）對刀方案的設計。鍵槽銑刀需兩個方向對刀，故應采用側裝直（zhí）角對刀塊。由於（yú）兩銑刀的直徑相等，鍵槽深度由兩工位V 形塊定位高度（dù）之差保證。兩銑刀（dāo）的距離（lí）150mm 則由（yóu）兩銑刀鍵的軸套長度確定。因此，隻需設置一個對刀塊即能滿足鍵槽的加工要求，如圖4 所示。