机床夹具设计改进思路分析

王俊浩

（韶关市技师学院，韶关 512023）

机床夹具在机械生产过程中具有十分重要的意义，使用夹具是机械生产的必要步骤，可以提高劳动生产率、加工精度。随着机械生产的规模不断扩大，近年来很多机械设备生产企业引进了国外的一些先进的加工设备，并且推行更加优良的生产方式。各种机械生产的新技术、新设备以及新的管理方法在机械设备生产过程中得到广泛应用，使得机械生产的加工条件发生改变。面对这些变化，必须要与时俱进，对于机床夹具而言，也应该要加强更新设计，使得机床夹具可以发挥更重要的作用，提高工件生产水平和效率。

1 机床夹具的功能

机床夹具是机床的重要组成部分，是机械元件生产过程中的主要设备，在机床夹具应用过程中，夹具的功能主要体现在以下几个方面。

1.

1 控制工件的精度

在加工生产过程中，精度是影响工件生产水平的一个重要因素，通过夹具可以保证元件生产过程中元件的位置固定，元件不会随意跑动，从而保证元件的精度。

1.2 提高生产效率

在机床加工生产过程中，如果工件原料随意跑动，需要不断调整其位置，很容易对机床加工生产产生极大影响，降低效率。在加工生产过程中，使用夹具可以极大地提高生产效率，尤其是在机床生产过程中，可以使用夹具进行辅助，对多个工件同时生产而言有很大帮助。

1.3 扩大机床生产范围

机床生产范围扩大是提高机床生产效率的重要途径，由于夹具是机床生产过程中不可或缺的一个重要组成部分，所以在机床生产过程中使用夹具，可以改造机床的局部，从而实现多种工件的生产。

1.4 降低劳动强度

在机床生产过程中使用夹具，可以减少人工对准的工作量，降低了人工劳动强度，保证生产过程中的安全性。

2 机床夹具的类型

机床夹具是用于机械元件生产过程中的重要元器件，夹具的类型比较多，主要的夹具有以下几种。第一，通用夹具。通用夹具是一种通用性很强的夹具，适用于多种工件的生产和安装，在生产过程中，不需要调整夹具，就可以适用多种工件，但是通常被使用于生产规模较小的工价生产过程中。三爪卡盘、平口钳、万能分度头等都是比较常见的通用夹具。第二，专用夹具。专用夹具是一种专门用于特定工序的夹具，被广泛应用于各种大批量元件的生产过程中，比如为铣削键槽专门设计的铣槽夹具。第三，组合夹具。组合夹具是一种互换性以及耐磨性较好的标准夹具组成的夹具组，在生产过程中可以根据具体的工件生产要求、工序结构选择适用的夹具。组合夹具的刚性较差，结构相对比较庞大，适用于单个元件的生产以及小批量生产过程中。第四，成组夹具。成组夹具指的是要根据工件的具体情况，对夹具进行分类的方式，比如可以按照工件的形状、工件的尺寸、工件的材料、工件的生产工艺等进行分类的夹具组，将比较相似的夹具分为同一组。这种夹具的适用范围比较广泛，柔性较强，适合小批量生产过程。

3 夹具设计思路

在机械设备生产制造过程中，夹具是不断更新的，是根据机械元件的具体结构、生产工序等来确定的。因此在夹具设计过程中，要注意以下几个方面的内容。

3.1 定位机构的设计

定位是工件生产过程中的一个重要内容，通过定位可以实现对工件质量的准确控制，一般工件的生产过程中，可以根据六点定位的原理对工件进行定位，定位准确是提高工件生产质量的关键途径。如果能够实现对工件的六个自由度的控制，则可以实现对工件的准确定位、完全定位。在工件生产过程中，常见的定位情况有以下几种：第一，对平面结构进行定位，通常采用1～3根支撑钉来进行平面定位；第二，对于圆孔结构的定位，一般采用短圆柱销、长圆柱销、两段短圆柱销等进行定位；第三，对于外圆柱面结构的定位，一般采用一块短V形销、两块短V形销等进行定位；第四，对于圆锥孔进行定位的时候，通常采用固定顶尖、浮动顶尖等装置用于辅助定位。在定位过程中，如果限制工件的六个自由度，则可以将其称为完全定位，但如果没有控制六个自由度，而且被限制的自由度被两个或者两个以上的约束条件重复限制，则将其称为过定位。当工件的刚度比较差的时候就需要进行过定位，但是在家具加紧以及刀具的切削过程中会产生变形。

3.2 夹紧机构的设计

夹具的性能优劣不仅体现在定位上，还体现在夹紧机构的性能上，夹紧机构的可靠性、操作性都是评价夹具性能的重要指标。在夹紧结构设计过程中，应该要满足几个条件，第一，夹紧必须保证定位准确可靠，夹紧的过程不能对定位造成破坏。第二，夹具和工件的变形必须要控制在允许的范围之内。第三，夹紧机构必须要安全可靠，而且要有足够的刚度和强度，如果是手动式夹具，应该要保证自动锁住，如果是机动式夹具，则应该有联锁保护装置。第四，夹紧机构必须要保证安全、省力、迅速、便捷。

在夹具结构设计过程中，还要控制夹具的夹紧力，夹紧力的大小、方向、作用的点等，都是对夹具效果产生直接影响的因素，在夹具使用过程中，也要注意对这几个参数的控制。第一，控制夹具的用力方向，方向正确之后才能确保用力产生效果，在夹紧的方向上，一般主夹紧力与第一定位基准面保持垂直关系。为了减少工件生产过程中受到外界的力之后产生的变形，还要尽量减少夹紧力。其次，确定力的作用点，夹紧力的作用点应该和支撑点之间保持点对点的对应。第三，确定夹紧力的大小，夹紧力不能太大，也不能太小，太大会导致工件变形，太小会导致工件松动，所以在确定夹紧力的时候，应该将工件和夹具看成一个统一的系统，根据切削力以及夹紧机构的具体尺寸计算参数，最终得到夹紧力。

3.3 动力装置的设计

动力装置主要有以下几种：第一，气动夹紧装置，主要采用压缩空气作为动力源，压缩气体的粘度比较小，不会产生污染，但是夹紧力比液压装置小，节后尺寸较大，有较大的噪声污染；第二，液动夹紧装置。该装置的结构原理和气动装置的原理比较相似，工作过程中的压力较大，装置比较紧凑，工作平稳，噪声较小，适用于切削力较大的情况；第三，气液动夹紧装置，该装置主要利用压缩空气为动力，将油液当成传动介质，兼具气动和液动两种装置的优点，将压缩空气产生的动力转换成为液体压力，以供应夹具的夹紧油缸。

4 结语

综上所述，机床夹具是机床生产过程中的重要工具，可以固定工件，有利于提高工件质量，在机床夹具使用过程中，必须要注意设计夹具结构，综合设计夹具的夹紧力、动力装置等，提高夹具性能。

[1]牛文志.机床夹具设计的几点注意事项[J].金属加工（冷加工）冷加工，2010，（14）：40-41.

[2]沈阳，张巍.机床夹具设计在零件加工中的作用分析[J].大观周刊，2011，（23）：104.

[3]王雪.机床夹具设计方法的研究探讨[J].湖南农机，2014，（6）：101-102.

[4]于小宝.机床夹具设计分析[J].机械工程师，2016，（12）：283-285.use range of the fixture is very wide, fixture and machine tool,cutting tool, workpiece and other parts constitute a process system of machinery manufacturing, according to process requirements,positioning, can quickly realize the workpiece clamping operation,and can maintain the position accuracy of the process. In this paper, the problems in the use of machine tool jig and the idea of design improvement are analyzed in order to improve the production efficiency of mechanical equipment.