实际生产中机床工装夹具的设计

曹 罡 熊亭超

（九江职业技术学院工程训练中心，九江 332007）

实际生产中机床工装夹具的设计

曹 罡 熊亭超

（九江职业技术学院工程训练中心，九江 332007）

随着我国社会经济的不断发展，机械制造业的发展也越来越快。现阶段，在机械制造业中，机床的应用非常广泛，同时也在一定程度上促进了机械制造业的不断进步。本文将重点对机床中夹具的设计原理、方法以及应用进行详细分析与探讨。

生产 机床 工装 夹具设计

针对机械制造来说，金属性质的切削机床是非常实用的机械工具，其中工装夹具能有效提高机械的生产效率，适当降低生产成本，且能合理减轻劳动强度。所以，作为生产中最为重要的工艺装备，金属切削机床的实用性非常强，而在制造业中工装夹具也应用非常广泛，尤其在进行大量生产时，应用夹具十分必要。

1 夹具精度设计

在精度设计中，必须重视两个重要的条件：夹紧和定位。只有这样，才能保障工件的进度。

1.1 夹紧

在进行机械加工时，因为工件会受到惯性力以及切削力等作用的影响[1]，所以要确保在此外力作用的影响下，其工件还要能确保家具中元件位置不出现改变与振动。因此，必须要将夹紧装置设置好，尤其当工件定位后，有效固定工件并在其加工中确保位置不变，这称之为夹紧装置[2]。在工件的夹紧过程中，夹紧效果能对工件的生产、表面粗糙度以及加工进度有一定的影响。所以，在对夹紧装置进行设计时，必须要做到几点原则，分别是工件不移动、不变形、不振动、安全可靠、经济使用等。只要遵循这些原则所设计的夹紧装置，才能有更大的实用性。

1.2 定位

夹具设计中，最为重要的设计内容是做好工件定位工作，以保障加工精度。首先，必须要使定位的元件、方法以及基准等的选择正确，同时要对误差进行相应分析。如果夹具被反复使用过，其元件的耐磨性以及强度也要注意，要最大程度使夹具满足工件中所有对加工精度的要求。

一般来说，在夹具设计中非常重要的任务就是工件定位，而工件定位主要是让工件在夹具的放置中能做到同一个位置。如果工件未有效定位，其位置自然也无法确定。其中，必须要有效设置6个约束，将6个运动中的自由度很好地进行约束，即6点定位的原理。工件中的自由度均有效被约束[3]，那么工件中的位置自然也能确定好。不过，在对工件进行定位时，还需要对其进行认真地分析。进行定位分析时，如何正确选择定位基准是一个非常重要的问题。如果能够较好地选择定位基准，那么定位方案将很好确定，而定位方案的合理性对工件加工的精度有较大的影响。所以，在进行工件定位时，表面能将定位中基准线的所有线与定位很好体现，即定位基面的意义。

2 结构设计

在进行结构设计的时候，夹具的重复使用以及长期设计中，有几点细节需要引起重视。特别是在实际的生产中，能做好以下几点，可以最大程度地提高劳动效率，节约生产成本。

2.1 耐用性

即使夹紧部件一样，若设计的结构不一样，那么使用寿命自然也不相同。比如，两侧的压板受力处都属于两侧受力[4]，其中间的开口压板刚性明显更好，也更加耐用，在一定程度上还可有效节省成本。再如，在中间开口以及侧开口的机床压板中，即使其工作中受力的方位以及大小一样，然而因为结构不一样，所以受力作用点也是不一样的。如果其压板受力的地方在开门口一侧，那么就属于单边的受力。因此，在相同的性能要求得以完成的时候，需要多选择一些耐用性强的结构。

2.2 统一性

夹具如果非常复杂，其中必然会有调节与辅助支撑以及多处的压紧等元件进行设置。比如，螺栓和螺母都是应用螺旋来压紧。因为受很多因素的影响，包括夹紧力度、空间大小等，针对不同部位，螺纹的选择自然也不一样。如果依照理论设计元件外形，其操作部分也不一样。外齿尺寸不相同，使用者就需要应用完整的工具进行操作。对加工来说，这不仅会有很大不便，而且其效率也会相对降低。比如，在设计需要长期应用的工装夹具时，针对不一样；螺纹要应用外形尺寸相同的螺母以及螺栓，那么在其使用中只要有一样工具，就可以有效调节以及夹紧绝大部分的夹具，以有效减少因为加工形成的辅佐时间，相应提高生产效率。

2.3 注重定位元件

在进行镗床以及铣床夹具设计时，其结构较为复杂时必须引起注意。如果夹具元件以及加工部位无法进行加工，需要将定位以及找正等基准面设计留下来。在工装夹具的设计中，该细节往往被忽略，一定程度上给现场的生产带来不便。

3 结束语

综上所述，夹具设计在机械制造业中有非常重要的应用意义，所以在进行工装夹具的设计工作时，需要对细节引起重视，针对每一件事都能得到相应的改进以及有效的总结，只有这样才能使机械制造业不断发展，有效提高生产效率，大幅度降低成产成本，设计出与生产现场更为贴近的工装夹具。

[1]刘曙光.一种简单可靠的数控加工工装夹具设计[J].科技创新导报，2014，12（16）：219.

[2]谢冬，王晓霞.浅谈实际生产中机床工装夹具设计[J].世界家苑，2012，03（11）：266-267.

[3]张国政，徐小飞，刘顺，等.面向数控加工的一体多件装夹夹具设计[J].安阳工学院学报，2014，13（4）：14-16.

[4]李虎强.S7520螺纹磨床加工直齿小模数齿条工装夹具设计及应用[J].制造技术与机床，2012，56（8）：96-97.

The Design of Machine Tool Fixture in Actual Production

CAO Gang, XIONG Tingchao
(Engineering Training Center, Jiujiang Vocational and Technical College, Jiujiang 332007)

With the continuous development of China's social and economic development, the development of machinery manufacturing industry is also growing faster and faster. At this stage in the machinery manufacturing industry, the application of machine tools is very wide, but also to a certain extent, to promote the continuous progress of the mechanical manufacturing industry. This paper will focus on the design principles, methods and applications of the fixture in the machine tool to carry out a detailed analysis and discussion.

production, machine, tool, fixture design