机床夹具设计改进思路分析

黎世辉 李斌

摘要：在机械制造业中，机床夹具的使用范围很广，可以迅速实现工件的定位、夹紧等操作，而且可以在加工的过程中保持位置的准确性。对机床夹具使用过程中的问题以及设计改进思路进行分析，旨在提高机械设备生产效率。

关键词：机床夹具 设计 改进思路

机床夹具是一类重要的机械用具，被广泛用于机械生产制造中，如果夹具使用恰当，那么机械生产的效率就大大提升，有效推进生产发展。随着时代的发展，现阶段机械生产规模逐渐扩大，对机械生产的要求也在逐渐提升，因此我国许多机械加工企业开始引进国外的先进生产技术，购进先进的机械设备，并且抓紧改革生产方式，增加生产效率。一些西方发达国家的先进设备和技术在我国企业生产中有着发挥着重要的作用，机械生产的方式也随之发生改变。因此，在这样的环境下，机床夹具同样应当推进更新，完善其各方面的不足，提升生产效率。

一、机床夹具的功能

机床夹具有重要的作用，是机床不可分割的一部分，在生产中可以提高速度和质量，下面将阐述一些主要的功能。

（一）控制工件精度

工件的精度是加工中重要的参数，如果机器状态良好，那么工件的精度就会得到保证，也就可以提升工件生产的总体水平。夹具在生产中起着固定作用，也就是说能够确保工件在加工时不会随意移动，因此也就不会造成不必要的误差，确保其精度可靠。

（二）提高生产效率

在生产过程中，假如没有夹具的话，那么工件很可能就会由于各种物理因素而改变位置，此时工人就不得不随时检查并且纠正工件的位置，这种情况下，生产的速率就会降低，产生的效益也会大大下降。因此，在生产过程中，通过夹具的固定，工件就不会发生上述移动的情况，也就可以保证一定的生产效益。另外，夹具还具有辅修功能，能够同时作用于多个工件。

（三）扩大机床生产范围

在机床生产中，由于技术、机器等方面的局限性，通常只能生产一部分指定的工件，无法对其他的工件进行生产。此时引入合适的夹具后，机床的功能就会更加宽泛，那么机床也就可以对多种零件进行生产。

二、机床夹具的类型

对于不同的机床或者不同功能的要求，夹具的种类也会因此而不同，常用的夹具有四种，如图一所示，具体如下：一、通用夹具。顾名思义，通用夹具的适用范围很广，对于许多不同的机床都可以投入使用。在生产时，夹具不用过多调整就能够使用各种环境，缺点就在于无法适用于大规模的工件生产。二、专用夹具。相对于通用家具而言，专用夹具的使用范围就比较窄，但是可以进行大规模生产。三、组合夹具。组合夹具是一类复杂的夹具组，有时候单独的夹具无法满足一定程度的生产要求，这就需要使用组合夹具。但是组合夹具没有较强的刚性，并且其结构通常比较繁琐复杂，一般只在单个原件或者小规模生产中使用。四、成组夹具。在生产中，工件都各自的特征以及不同的生产要求，在这种情况下，就要求将各种夹具进行系统分类，譬如可以以工件的尺寸、形状等作为标准进行分类，这就形成了成组夹具。成组夹具一般在许多环境下都可以使用，具有良好的柔性，适用于小规模生产。

三、夹具设计思路

（一）定位机构的设计

定位在机械生产中具有重要的意义，合格的定位可以实现精确的控制，为生产提供良好的基础。通常情况下，对于许多工件都会使用“六点定位”的方式实现精确定位，也就是在工作中针对于其六個自由度进行观察判断，严格控制，那么此时工件的定位也就会很快完成。工件具有不同的尺寸和结构，因此使用的定位准则也就不一样，主要有以下几方面：一、对于一些平面结构来说，一般仅需使用1-3根钉子就能实现定位目标;二、针对圆孔类架构，在进行定位时通常要用到长、短圆柱销以及两段短圆柱销等零件;三、针对外圆柱面，通常会利用短V形销、两块短V形销等零件实现定位：四、针对圆锥孔，一般都会用到固定顶尖、浮动顶尖等零件。在零件的定位过程中，若六个自由度都被限制，则为完全定位，若六个自由度没有完全限制，并且其中被限制部分受到多个条件的作用，则为过定位。有时候工件的刚度不高，难以承受住完全定位，这就应当使用过定位，但是还是有可能会造成工件的变形。

（二）夹紧机构的设计

定位机构对夹具起着重要的作用，大大提高了夹具的质量，但同时不能忽视夹紧机构，夹紧机构也是夹具的重要部分，在实际操作中，夹紧机构是否严格，操作性是否满足要求都是需要深入研究的内容。对于加紧结构的设计，应当从以下几个方面出发：一、加紧很容易对定位造成影响，要注意加紧的过程可靠性，防止影响定位。二、在加紧时要严格把控量度，不能让工件产生剧烈的变形。三、要确保加紧结构的材料和尺寸符合要求，以保证其足够刚度以及强度，不论是手动式还是机动式夹具，都要设置合格的保护装置。四、夹紧机构应当确保工作安全、省事、省力等。

（三）动力装置的设计

夹具的动力装置同样十分不能忽视，与工作效率息息相关，主要有以下几类：一、气动夹紧装置。气动夹装置一般使用空气进行工作，通过压缩空气来产生运转的动力，并且十分清洁，没有污染，但是由于装置本身的局限性，不会产生较强的动力，还会发出较多的噪音。二、液动夹紧装置。这种装置是用液体作为驱动力，内部十分紧凑，但是工作状态十分稳定，并且不会产生较大的噪声。三、气液动夹紧装置。此装置将空气收入并且进行压缩，作为动力，同时还通过液体进行能量传送，兼容了上述两种装置的良好特点。

结语：在机床的工作中，夹具是重要的工具，在固定工件中起着重要的作用，通过其良好的性能，生产速率增加了许多，工件的质量也有很大的提升。所以一定要注意定位结构、加紧结构以及动力装置这几个部分，完善夹具的性能。