【摘 要】 機床夾具是機電產(chǎn)品制造中的一項重要工具，其設(shè)計的好壞將直接影響著機電產(chǎn)品工件的質(zhì)量與精度。目前，部分機床夾具的工作效率仍舊有待提高，這在很大程度上制約了機電產(chǎn)品生產(chǎn)的快速發(fā)展。只有設(shè)計出更加高效的機床家具，才能夠切實提高機電產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。本文主要針對機床家具的設(shè)計方法進行研究，以期能夠?qū)ζ湫袠I(yè)的發(fā)展有所助益。

【關(guān)鍵詞】 機床家具 ?設(shè)計方法 ?研究

機床夾具作為機電產(chǎn)品制造中一項必不可少的工具，它主要是用來裝夾工件，令工件固定在機床上，從而方便標(biāo)準(zhǔn)件的加工生產(chǎn)。傳統(tǒng)的機床夾具已經(jīng)越來越跟不上機電產(chǎn)品制造行業(yè)的發(fā)展規(guī)模，設(shè)計更加高效的機床夾具非常有必要。以下筆者就來簡單談一談機床夾具的設(shè)計方法。

1 機床夾具設(shè)計的意義

機床夾具是機電產(chǎn)品制造的重要環(huán)節(jié)，它影響著整個機械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。若想實現(xiàn)機械制造業(yè)的現(xiàn)代化，首先就要提高機床夾具的設(shè)計水平。由于在目前的機械制造過程中，仍舊還是傳統(tǒng)的機床夾具占據(jù)著主導(dǎo)地位，這在很大程度上阻礙了機械制造業(yè)的進一步發(fā)展。而隨著近年來機械制造理論的日益成熟，其行業(yè)也迎來了全新的發(fā)展時期，因此，設(shè)計更加優(yōu)良、更加高效的機床夾具以提高機電產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量及促進機械制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展越發(fā)顯得意義深遠。

2 機床夾具的組成及作用

雖然機床夾具因其工件形狀、尺寸及應(yīng)用場合的不同而有著不同的結(jié)構(gòu)和形式，但總體來說，無論哪種形式的機床夾具，都主要是由夾緊裝置、定位元件及夾具體這三部分共同組成的;另外，根據(jù)不同的使用和設(shè)計要求，有些機床夾具還需要設(shè)置連接元件、對刀導(dǎo)向原件等元件或裝置。一個設(shè)計完善的機床夾具能夠在機械制造過程中有效定位和夾緊工件，使其與機床之間形成正確的位置及良好的連接剛性，從而使工件的切削加工更加高效、尺寸、形狀、位置等更加精確、質(zhì)量更加優(yōu)秀。

3 機床夾具的設(shè)計

3.1 設(shè)計準(zhǔn)備

在進行機床夾具設(shè)計之前，必須要先做好充足的準(zhǔn)備工作。機床夾具設(shè)計的準(zhǔn)備工作主要是收集原始資料及明確設(shè)計任務(wù)。具體來說，設(shè)計人員首先應(yīng)當(dāng)要對機電產(chǎn)品的零件圖、裝配圖等進行仔細分析，詳細了解各個零件的形狀、結(jié)構(gòu)、重量、剛度、作用、材料硬度以及工業(yè)特性等;再者，還要詳細了解各零件的毛坯種類及加工工藝規(guī)程等，尤其是要明確各工序半成品的的尺寸、形狀、切削用量、加工余量以及所使用的定位基準(zhǔn)等;另外，還應(yīng)當(dāng)要明確各工序的定位及夾緊方式。只有做好了充足的準(zhǔn)備工作，才能夠為后面的夾具設(shè)計打好堅實的基礎(chǔ)。

3.2 設(shè)計流程

機床夾具的設(shè)計主要有以下幾個步驟：第一步，設(shè)計人員要確定好夾具的類型，按照特性的不同，機床夾具主要可以分為專用夾具、通用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具以及拼裝夾具等類型，而按照使用機床的不同，其又可以分為車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、鍵床夾具、數(shù)控機床夾具、齒輪機床夾具、自動機床夾具以及自動線隨行夾具等類型，只有先確定好夾具的類型，才能夠進行下一步的設(shè)計;第二步，設(shè)計人員要確定好各工序的定位及夾緊方式，一般應(yīng)在首序加工時加工出后面各工序的精基準(zhǔn)，并盡量使其達到統(tǒng)一，需要注意粗加工基準(zhǔn)只能夠使用一次，再就是還要選擇能夠令夾緊力與切削力趨于平衡的夾緊裝置，同時應(yīng)盡量縮短其輔助時間;第三步，設(shè)計人員要確定好對刀基準(zhǔn)、夾具調(diào)校基準(zhǔn)、工件測量基準(zhǔn)等夾具基準(zhǔn)，其中對刀基準(zhǔn)的作用是用來在工件加工時確定刀具相對工件的位置，夾具調(diào)?；鶞?zhǔn)的作用是在夾具安裝時調(diào)校自身相對機床的位置，工件測量基準(zhǔn)則是在加工后期對工件進行在線檢測的檢測基準(zhǔn)，只有確保了以上各項夾具基準(zhǔn)的統(tǒng)一，才能夠保證加工精度;第四步，設(shè)計人員要設(shè)計好夾具體，通常情況下，夾具體的結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)機床的相關(guān)參數(shù)及其相應(yīng)的加工方式來確定的，比較常見的夾具體結(jié)構(gòu)形式有旋轉(zhuǎn)型和固定型，設(shè)計人員應(yīng)正確選擇夾具體的結(jié)構(gòu)形式，同時要使其具有足夠的強度和剛度，而對于一些比較精密的夾具，應(yīng)當(dāng)時效處理其夾具主體，從而釋放其殘余應(yīng)力，避免夾具發(fā)生后期變形，再就是要注意令工件裝夾受力點避開工件的薄弱部位;第五步，設(shè)計人員要設(shè)計好定位元件，設(shè)計之時應(yīng)當(dāng)要考慮到工件的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、精度等要求，使其各項精度達標(biāo)，并要注意其危險斷面的強度，盡量避免使用中途發(fā)生損壞，以及還要使其結(jié)構(gòu)符合一般的標(biāo)準(zhǔn)化要求;第六步，設(shè)計人員要設(shè)計好夾緊機構(gòu)，使其具有合適的夾緊力和增力比，以保證其在夾緊工件原始力消失之后仍舊能夠在摩擦力的作用下保持應(yīng)有夾緊性能。

3.3 注意事項

由于當(dāng)機床切削力與機床載荷的受力方向相同時，其切削力也會成為載荷的一部分，因此在進行機床夾具設(shè)計之時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)切削力大小的不同而為其鉆孔總重量留有一定的安全系數(shù)。再者，雖然夾具體、夾具零件等允許超出機床行程，但是這必須要在其對運動過程沒有干涉的前提下才可以，否則可能會引起夾具與機床的碰撞，從而造成雙方損壞。另外，在布置工件之時，也應(yīng)當(dāng)盡量使加工部位避開機床的行程極限。

4 結(jié)語

目前，機床夾具設(shè)計的方案及技術(shù)還有待進一步提高，只有通過設(shè)計人員的不斷學(xué)習(xí)與鉆研，并在日常工作當(dāng)中不斷進行研究與實踐，才能夠找出其更加優(yōu)秀的設(shè)計方案，為機械制造業(yè)增添更多的活力。

參考文獻

[1]王玲，殷國富，徐雷.機床夾具可重構(gòu)模塊化設(shè)計方法研究[J].四川大學(xué)學(xué)報（工程科學(xué)版），2010，03：246-252.

[2]任慕華.機床夾具設(shè)計研究[J].機電信息，2010，12：199.

作者簡介：胡崗（1981—），男，本科，講師，研究方向：數(shù)控車工加工、機床夾具。endprint