浅析机床专用夹具

刘岩 教传艳* 沈阳工学院机械与运载学院

现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专业夹具。一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数以千计的专用夹具；另一方面，在多品种生产企业中，每隔2-3年就要更新50%--80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10%--20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出新的要求：

（1）能迅速、方便的促进新产品的投产，以缩短生产周期，降低生产成本；

（2）能装夹一组具有相似特征的工件；

（3）能适用于精密加工的高精密机床夹具。

1 研究的目的及意义

夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置，主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。优良的机床专用夹具在保证工件各项加工精度要求、改善工人劳动条件、提高劳动生产率、降低生产成本、扩大机床工艺范围、有效的安全生产、缩短新产品试制周期等方面有着显著的经济效益。槽类、孔类工件是常见的工程结构，提高槽类、孔类工件铣床夹具设计能力对加工行业具有重要的现实意义。

一个优良的机床专用夹具必须具备以下几个主要特征：

（1）保证工件加工精度

对于专用夹具本身来讲，要确保工件的加工精度，首先要正确地选择定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行精度分析；另外还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。

（2）提高生产效率

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专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作简单、方便，缩短加工辅助时间，有效的提高生产效率。

2 夹具的分类及设计原则

机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。

按夹具的通用特性分类， 这一分类方法，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类[2]。它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。

2.1 通用夹具

通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。

2.2 专用夹具

专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。

3 铣床专用夹具的设计原则

由于铣削过程不是连续切削，且加工余量较大，所以不但所需的切削力较大，而且切削力的大小及方向随时都可能在变化，致使在铣削过程中产生振动[3]。因此铣床夹具在设计时要注意以下原则：

（1）要有足够的夹紧力，夹具结构要有足够的刚性。

（2）为了提高铣床夹具的刚性，工件待加工的表面应尽量不超出工作台，在确保夹具有足够排屑空间的前提下，尽最降低夹具的高度，一般夹具高与宽之比为 1：1.25。

（3）对于以铸、锻件毛坯面定位的铣夹具，应以毛坯图作为设计夹具的依据，以免对工件毛坯余量尺寸和形状误差、分型面或浇 冒口等问题因考虑不周而影响夹具的合理性和可靠性。

4 总结

综上所述，通过对夹具的分析可以给机床夹具设人员在对夹具进行设计时作为参考，避开繁琐的建模工作，从而大大提高设计人员的工作效率，减少设计人员的工作量和劳动强度，缩短夹具的设计和开发周期，减少夹具设计中的成本费用，加快产品的更新速度。

[1]杨 杰.基于WEB的夹具系统设计[J].煤矿机械,2004(02)：35-36.

[2]马贤智.夹具与附具标准应用手册[M].北京：机械工业出版社,1996.

[3]许生蛟.组合夹具图册.上册.北京：机械工业出版社,1996.