摘"要：隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷發(fā)展壯大，我國(guó)由制造業(yè)大國(guó)邁向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。設(shè)備長(zhǎng)期使用就會(huì)磨損或損壞，丟棄會(huì)造成浪費(fèi)，而通過(guò)維修基本可以達(dá)到原來(lái)的精度，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，在不影響工作的情況下避免了浪費(fèi)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。在維修過(guò)程中，拆卸是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在拆裝機(jī)器過(guò)程中，夾具又是不可或缺的重要工具，得心應(yīng)手的夾具被廣泛應(yīng)用于機(jī)械智能制造、機(jī)床維護(hù)、裝配檢測(cè)等工藝中。如果使用工具不當(dāng)，就會(huì)造成零件損壞，這樣的維修就失去了意義。為了避免這種情況的發(fā)生，就需要一套性能優(yōu)、實(shí)用性強(qiáng)、易操作、效率高的工具。為此，筆者設(shè)計(jì)了一套多功能集成工具。

關(guān)鍵詞：夾具；效率高；精度；設(shè)計(jì)與加工；裝配

中圖分類號(hào)：TB"""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.22.091

為保證工件的加工精度，就要在機(jī)械加工過(guò)程中保證產(chǎn)品的加工精度，提高勞動(dòng)效率，解決在加工過(guò)程中遇到的難題，保證工件基準(zhǔn)面與被加工表面之間的平行度、垂直度、對(duì)稱度、圓度、同軸度、尺寸精度。如加工直徑28毫米的臺(tái)階軸，需要用夾具固定，必須保證軸線的同軸度要求，同時(shí)有一個(gè)圓柱度要求，圓跳動(dòng)要求。使用夾具可以減少利用高度尺、平板劃線工序，提高勞動(dòng)效率，降低加工成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。擴(kuò)大機(jī)床加工范圍，更能發(fā)揮機(jī)床的性能，做到一機(jī)多用，有效解決機(jī)械設(shè)備的使用困難。能夠節(jié)約時(shí)間，操作更方便更直接，尺寸更精確。例如，在搖臂鉆床上可使用夾具一次性解決復(fù)雜鉆孔的工件。

1"夾具整體方案設(shè)計(jì)

夾具的設(shè)計(jì)要求：（1）裝夾工件過(guò)程中加緊的位置不能移動(dòng)，必須夾牢夾穩(wěn)。（2）工件不能受到破壞，要正確定位，要夾正。（3）裝夾要簡(jiǎn)易方便且有足夠的強(qiáng)度和剛度，裝夾性能要可靠、操作靈活、便于拆裝。

1.1"夾具設(shè)計(jì)概述

（1）本文設(shè)計(jì)的是一般常用工具。一般常用工具配合件、加工面較多，要求按圖紙加工，精度達(dá)到七級(jí)。因此必須對(duì)每一項(xiàng)工序嚴(yán)格要求，避免產(chǎn)生積累誤差，造成加工件檢測(cè)成次品。

（2）本夾具是精刮削加工。對(duì)加工件的裝夾要正確合理，避免產(chǎn)生擠壓變形，影響加工精度，造成零件出現(xiàn)不合格現(xiàn)象。

（3）加工零件需要拆裝，在加工零件過(guò)程中需要多次拆裝，拆裝過(guò)程中要加倍小心，防止碰擊出現(xiàn)工件變形現(xiàn)象?；顒?dòng)鉗身與固定鉗身要正確配合，并要求刮研點(diǎn)一致，邊刮邊進(jìn)行導(dǎo)軌運(yùn)行測(cè)試，配合間隙先緊后松，達(dá)到配合要求。

（4）刮削時(shí)注意質(zhì)量檢測(cè)。刮削分平面刮削和曲面刮削。刮削時(shí)要求形位精度與尺寸精度要精確，并且配合良好。工件表面美觀大方。根據(jù)工件的材料正確選用刮刀，粗刮削時(shí)楔角應(yīng)小于90度，精刮削時(shí)楔角應(yīng)大于90度。刮削后工件表面平面度、直線度要用邊長(zhǎng)25毫米的方罩來(lái)檢測(cè)。

1.2"夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容：多功能臺(tái)鉗

（1）活動(dòng)鉗身設(shè)計(jì)。

備料90*70*20毫米長(zhǎng)方體毛坯件，通過(guò)修銼使其達(dá)到60*40*20毫米長(zhǎng)方體，平面度0.06毫米，平行度0.06毫米，垂直度0.04毫米，表面粗糙度Ra3.2um。

（2）按要求加工直徑12毫米的螺紋孔，與底平面垂直度0.02毫米，與側(cè)平面中心對(duì)稱度0.25毫米，確定底孔直徑：（a）公制螺紋脆性材料底孔直徑D=d-1.05p=12-1.05*1.5=10.4毫米。d為螺紋大徑，p為螺距1.5毫米。（b）"公制螺紋韌性材料：D底孔直徑=d-p=12-1.5=10.5毫米。（c）英制螺紋底孔直徑選擇（毫米）

脆性材料D底=25（D-1/n）D為螺紋大徑

韌性材料D底=25（D-1/n）+（0.2-0.3）

（3）加工內(nèi)螺紋。在孔的位置先劃出“十”字中心，并用樣沖打上中心點(diǎn)，劃出檢查圓或檢查方，擴(kuò)大樣沖眼，目的就是為了落鉆方便，便于準(zhǔn)確鉆孔。選擇絲錐與鉸手。絲錐分為頭錐、二錐、三錐，按順序選擇使用。對(duì)于較硬的材料可換錐交替使用。當(dāng)絲錐切至1/2圈時(shí)可以倒轉(zhuǎn)1/2圈，順利排出切屑碎，以防止絲錐折斷。

（4）加工圓桿。選擇直徑16毫米的圓鋼作為臺(tái)鉗絲杠毛坯，將兩端面修整，保證平面度為0.06毫米，平行度為0.05毫米，同軸度為0.02毫米，圓跳動(dòng)為0.025毫米。用車床加工圓鋼，去除圓鋼表面材料，加工成直徑12毫米的圓桿，然后兩端面進(jìn)行倒角15°～20°的錐體，因?yàn)樵诩庸ぢ菁y過(guò)程中有板牙擠壓的作用，螺桿的直徑要小于螺紋的直徑。螺桿直徑計(jì)算：D桿=d-0.13p=12-0.13*1.5=11.8毫米。

（5）加工外螺紋。因?yàn)樘淄饴菁y時(shí)力矩較大，所以選用板牙時(shí)板牙的硬度不能低于60HRC，螺桿直徑D桿=d螺紋-0.13p，p為螺距。板牙架是固定板牙的夾具，將板牙放入架內(nèi)，用螺釘緊固即可。

套絲方法：為了便于板牙切入工件進(jìn)行正常工作，在軸向轉(zhuǎn)動(dòng)板牙前先施以壓力讓板牙迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，然后不再施壓，當(dāng)板牙轉(zhuǎn)動(dòng)一到兩圈時(shí)，倒轉(zhuǎn)一圈，將切屑碎排出。板牙與圓桿要保證垂直度0.06毫米，同軸度0.05毫米，對(duì)稱度0.025毫米。合理選擇切削液，避免螺紋加工面粗糙。

（6）固定鉗身設(shè)計(jì)。

選材90*70*20（單位毫米）的長(zhǎng)方形鋼塊，倒棱去毛刺，按圖紙要求加工成60*40*20（單位毫米）的長(zhǎng)方形鋼塊。具體操作如下：選擇最大的平面做基準(zhǔn)平面，控制小平面尺寸，先修整大平面，平面度保證在0.06毫米，使大平面與小平面垂直度達(dá)到0.04毫米，平面度0.06毫米，平行度0.06毫米后再加工平行面，最后加工垂直面，以減少累計(jì)誤差。

測(cè)量平面的方法：透光法。當(dāng)毛坯件粗加工時(shí)，可選透光法來(lái)檢測(cè)尺寸的平面誤差，用刀口直尺垂直放在工件的表面上，并進(jìn)行橫向、縱向、對(duì)角逐步檢測(cè)。當(dāng)觀察到刀口與工件表面之間透光強(qiáng)烈時(shí)，說(shuō)明工件平面不平，達(dá)不到平面度0.06毫米。當(dāng)?shù)犊谂c平面之間透光微弱時(shí)，說(shuō)明工件平面度幾乎達(dá)到了0.06毫米。如果透光強(qiáng)弱不等，說(shuō)明工件表面處于凹凸?fàn)顟B(tài)，達(dá)不到平面要求。

測(cè)量平面的方法：用塞尺與平板及“V”型塊進(jìn)行檢測(cè)平面誤差。用平板作為基準(zhǔn)面，將塞尺插入“V”型塊與工件平面之間進(jìn)行檢測(cè)平面度。例如，用0.04毫米的塞尺插入“V”型塊與工件平面之間正好可以通過(guò)，而用0.05毫米的塞尺就不能通過(guò)，則其間隙為0.04毫米。

測(cè)量方法。把工件垂直放在劃線平板上，百分表的測(cè)量頭指到被測(cè)工件的表面，移動(dòng)工件位置，這時(shí)百分表指針轉(zhuǎn)動(dòng)。如果指針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)6個(gè)小格，說(shuō)明平行度是0.06毫米。如果指針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到0.04毫米位置，說(shuō)明平行度是0.04毫米。經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，取最大數(shù)據(jù)就是平行度值。

（7）導(dǎo)軌設(shè)計(jì)與加工。

檢測(cè)原料尺寸，全部進(jìn)行倒角去毛刺。按圖紙尺寸劃線長(zhǎng)160毫米、寬60毫米、高30毫米的槽型鋼做導(dǎo)軌，加工兩端面并使其平面度為0.06毫米，平行度為0.05毫米，同軸度為0.02毫米，垂直度為0.04毫米。刮削槽型鋼上平面，刮研點(diǎn)為25*25平方毫米面積上有6-8個(gè)研點(diǎn)，再以上平面為基準(zhǔn)刮研導(dǎo)軌下滑動(dòng)面，平面度誤差小于0.01毫米，刮研點(diǎn)為25*25平方毫米面積上有6-8個(gè)研點(diǎn)。再以上平面為基準(zhǔn)刮研側(cè)平面，刮研點(diǎn)為25*25平方毫米面積上有12-16個(gè)研點(diǎn)。再以上平面為基準(zhǔn)刮研另一個(gè)側(cè)平面，同樣刮研點(diǎn)為25*25平方毫米面積上有12-16個(gè)研點(diǎn)。加工下滑動(dòng)導(dǎo)軌：方管長(zhǎng)120毫米，寬40毫米，高20毫米。劃線鋸割方管一側(cè)面，鋸割面達(dá)到平面度0.06毫米，平行度0.05毫米，垂直度0.04毫米。同理刮削上平面、下滑面、兩側(cè)面，刮削完畢兩導(dǎo)軌形成間隙滑動(dòng)配合狀態(tài)。

（8）加工絲桿螺母組合件。

按圖1要求劃線鉆孔、倒角將螺母固定，把軸襯壓入直徑20毫米的螺孔內(nèi)，要求螺母軸線與活動(dòng)鉗身螺孔軸線保持同軸度0.02毫米，螺母與軸線垂直度為0.02毫米，平行度為0.05毫米，對(duì)稱度為0.01毫米。將螺桿裝入軸襯內(nèi)能輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)螺桿手柄，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，松緊配合適度。

（9）加工兩鉗口。

尺寸45*30*10（毫米），要求鉗口與底座0.02毫米的垂直度，兩鉗口與活動(dòng)鉗身平行，用6毫米的螺釘緊固，并使兩鉗口在絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)中處于合攏狀態(tài)，間隙小于0.06毫米。

（10）加工鉗座。

在平板上刮研鉗座上平面，25*25平方毫米的接觸面積上有6-8個(gè)點(diǎn)。鉗座的兩側(cè)面與上平面垂直，垂直度為0.02毫米，鉗座與活動(dòng)鉗身垂直，垂直度為0.02毫米。在鉗座表面開四個(gè)M12螺孔，螺孔與螺孔之間保證同軸度為0.02毫米，平行度為0.06毫米，對(duì)稱度為0.05毫米，螺母與螺栓間隙配合?；顒?dòng)鉗身與鉗座下滑面用直角尺來(lái)刮削，刮削深度不得超過(guò)10毫米。

1.3"圓形滑動(dòng)桿加工

（1）設(shè)計(jì)制作要求。所劃線條清晰，尺寸達(dá)到圖樣標(biāo)準(zhǔn)，基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致，尺寸公差為0.5毫米。

（2）檢查所用材料，打出倒角去毛刺。

1.4"設(shè)計(jì)與制作

根據(jù)圖2將兩個(gè)直徑35毫米軸承分別焊接在直徑50毫米的墊圈上，兩軸承保證同軸度為0.06毫米，對(duì)稱度為0.03毫米，墊片與軸承平行度為0.06毫米。將墊片表面刮削，使墊片平面度達(dá)到0.06毫米，在墊片孔的位置中心焊接M12螺母，螺母與墊片要保持0.04毫米的垂直度，修磨焊瘤保證墊片平整，在M12螺母上劃線，找出中心線、沖點(diǎn)，保證垂直度在0.04毫米，然后鉆M10.5毫米的孔，修磨孔的臺(tái)階，使其垂直度、同軸度在0.04毫米，擰緊螺母使其夾緊，螺桿一端焊接一個(gè)M12的螺母，同時(shí)夾緊劃筆在軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)下完成圓弧連接工作。

2"夾具裝配

2.1"裝配要求

零件與組件之間要根據(jù)圖紙安裝，在規(guī)定的位置必須保證件與件連接牢固。所有的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙配合要適當(dāng)，各密封處不能漏油。組裝前一定要清洗干凈，去除零件上的毛刺、銹污焊瘤等。組裝前一定先進(jìn)行試驗(yàn)裝配，組裝后檢查轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性，保證加工性能。

2.2"組裝步驟

首先根據(jù)圖紙的要求，加工工藝技術(shù)確定進(jìn)行組裝，同時(shí)要考慮工件的拆裝問(wèn)題。試裝合理后再裝上定位銷，進(jìn)行調(diào)整工作。仔細(xì)檢查夾具的總體設(shè)計(jì)尺寸及精度。夾緊力一定要垂直于工件的定位基準(zhǔn)面，以增強(qiáng)夾緊工作的使用效果。

3"結(jié)束語(yǔ)

制作夾具必須保證加工精度，如被加工面與基準(zhǔn)面尺寸精度，兩平面之間的平行度，兩平面之間的垂直度，兩小平面與大平面之間的垂直度，絲杠與螺母之間的同軸度等。組合夾由多個(gè)元件組成，在工作過(guò)程中不獨(dú)立使用。本組合夾具可應(yīng)用于車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等，能滿足多種工件的加工要求。

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