最近幾年機(jī)械加工行業(yè)中對產(chǎn)品以及零件需求量呈現(xiàn)爆炸式增長，這些工件往往都需要大批量的鉆攻中心機(jī)床來完成，與此同時(shí)工裝夾具設(shè)計(jì)的好與壞直接關(guān)系到加工效率和加工效果。本次我們就為您介紹一些非常實(shí)用的工裝夾具設(shè)計(jì)方案。工裝夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)工裝夾具時(shí)，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。工裝夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。

一、工裝夾具設(shè)計(jì)的基本原則

1、滿足使用過程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性；

2、有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進(jìn)行的加工過程；

3、滿足裝夾過程中簡單與快速操作；

4、易損零件必須是可以快速更換的結(jié)構(gòu)，條件充分時(shí)最好不需要使用其它工具進(jìn)行；

5、滿足夾具在調(diào)整或更換過程中重復(fù)定位的可靠性；

6、盡可能的避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴；

7、盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件作為組成零件；

8、形成公司內(nèi)部產(chǎn)品的系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

二、工裝夾具設(shè)計(jì)基本知識

一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿足下列基本要求：

1、保證工件的加工精度保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。

2、提高生產(chǎn)效率專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與產(chǎn)能情況相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

3、工藝性能好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。

4、使用性能好工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度，操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強(qiáng)度。工裝夾具還應(yīng)排屑方便。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。

5、經(jīng)濟(jì)性好專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)訂單及產(chǎn)能情況對夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。

三、工裝夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化概述

1、工裝夾具設(shè)計(jì)的基本方法與步驟

設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工裝夾具設(shè)計(jì)的原始資料包括以下內(nèi)容：

a)設(shè)計(jì)通知單，零件成品圖，毛坯圖和工藝路線等技術(shù)資料，了解各工序的加工技術(shù)要求，定位和夾緊方案，前工序的加工內(nèi)容，毛坯情況，加工中所使用的機(jī)床、刀具、檢驗(yàn)量具，加工余量和切削用量等；

b)了解生產(chǎn)批量和對夾具的需用情況；

c)了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等；

d)夾具的標(biāo)準(zhǔn)料庫存情況。

2、工裝夾具設(shè)計(jì)考慮的問題

夾具設(shè)計(jì)一般結(jié)構(gòu)單一，給人的感覺結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，尤其現(xiàn)在液壓夾具的大行其道，使其原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，但是如果設(shè)計(jì)過程中不加以詳細(xì)考慮必然會出現(xiàn)不必要的麻煩：

a)被加工件的毛坯余量。造成毛坯尺寸過大，產(chǎn)生干涉。所以在設(shè)計(jì)之前一定要準(zhǔn)備毛坯圖。留出足夠的空間。

b)夾具的排屑暢通性。設(shè)計(jì)時(shí)由于機(jī)床的加工空間的有限性，夾具往往被設(shè)計(jì)的空間比較緊湊，這時(shí)往往就會忽略在加工過程產(chǎn)生的鐵屑在夾具死角處存積，包括切屑液的流出不暢，給以后加工帶來很多麻煩。所以在實(shí)際之初就應(yīng)考慮加工過程中出現(xiàn)的問題，畢竟夾具是以提高效率，方便操作為本的。

c)夾具的整體敞開性。忽略敞開性，造成操作者裝卡困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，設(shè)計(jì)大忌。

d)夾具設(shè)計(jì)的基本理論原則。每套夾具都要經(jīng)歷無數(shù)次的夾緊，松開動作，所以可能在開始都能達(dá)到用戶要求，但是加具應(yīng)該有它的精度保持性，所以不要設(shè)計(jì)一些有悖原理的東西。即使僥幸當(dāng)下可以，也不會有長久的持續(xù)性。一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)該經(jīng)的起時(shí)間的錘煉的。

e)定位元件的可更換性。定位元件磨損嚴(yán)重，所以應(yīng)考慮更換快捷和方便。最好不要設(shè)計(jì)成較大的零件。夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累很重要，有時(shí)設(shè)計(jì)是一回事，在實(shí)際應(yīng)用中又是一回事，所以好的設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷積累和總結(jié)的過程。

常用的工裝夾具按照功能性主要分為以下幾種：

01夾模

02鉆孔、銑面工裝

03數(shù)控、儀表夾頭

04試氣、試水工裝

05切邊、沖孔工裝

06焊接工裝

07拋光治具

08裝配工裝

09移印，激光刻字工裝

01夾模

定義：用產(chǎn)品外形定位裝夾的工具

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1、此類夾模主要用于虎鉗上，其長度可以根據(jù)需要截??；

2、夾模上可以設(shè)計(jì)其他輔助定位裝置，一般采用焊接方式連接夾模；

3、上圖為簡圖，模腔結(jié)構(gòu)尺寸由具體情況確定；

4、在動模上的適當(dāng)位置緊配直徑12的定位銷，定模相應(yīng)位置的定位孔滑動配合定位銷；

5、裝配型腔在設(shè)計(jì)時(shí)需在無收縮的毛坯圖檔的外形面基礎(chǔ)上偏移放大0.1mm。

02鉆孔、銑面工裝

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1、如有必要，可在固定芯及其固定板上設(shè)計(jì)一些輔助定位裝置；

2、上圖為結(jié)構(gòu)簡圖，實(shí)際情況需根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做相應(yīng)設(shè)計(jì)；

3、汽缸根據(jù)產(chǎn)品大小和加工時(shí)受力情況而定，常用SDA50X50；

03數(shù)控、儀表夾頭

A數(shù)控夾頭

內(nèi)束夾頭

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1、上圖未標(biāo)識尺寸依據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的內(nèi)孔尺寸結(jié)構(gòu)而定；

2、與產(chǎn)品內(nèi)孔定位接觸的外圓在制作時(shí)需留單邊0.5mm的余量，最后裝到數(shù)控機(jī)床上在精車到尺寸，防止淬火過程導(dǎo)致的變形和偏心；

3、裝配部分的材料推薦使用彈簧鋼，拉桿部分45#；

4、拉桿部分的螺紋M20為常用螺紋，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整該螺紋

儀表內(nèi)束夾頭

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1、上圖為參考圖示，裝配尺寸和結(jié)構(gòu)依據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的外形尺寸結(jié)構(gòu)而定；

2、材料使用45#，淬火處理。

儀表外束夾頭

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1、上圖為參考圖示，實(shí)際尺寸依據(jù)產(chǎn)品的內(nèi)孔尺寸結(jié)構(gòu)而定；

2、與產(chǎn)品內(nèi)孔定位接觸的外圓在制作時(shí)需留單邊0.5mm的余量，最后裝到儀表車床上在精車到尺寸，防止淬火過程導(dǎo)致的變形和偏心；

3、材料使用45#，淬火處理。

04試氣工裝

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1、上圖是試氣工裝的參考圖，具體結(jié)構(gòu)需依據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)，思路就是用盡可能簡單的方式密封產(chǎn)品，讓需檢測密封的部分充滿氣體來確認(rèn)其密封性；

2、汽缸的大小可根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際大小來調(diào)整，同時(shí)也需考慮汽缸的行程是否能滿足取放產(chǎn)品的便捷；

3、與產(chǎn)品接觸的密封面一般采用優(yōu)力膠，NBR膠圈之類具有良好壓縮量的材料，同時(shí)注意如有與產(chǎn)品外觀面接觸的定位塊盡量使用白膠類的

塑料塊并且在使用過程中蓋上棉布防止碰傷產(chǎn)品外觀；

4、設(shè)計(jì)時(shí)需考慮產(chǎn)品的定位方向，防止內(nèi)漏的氣體憋在產(chǎn)品型腔內(nèi)部而誤檢的情況出現(xiàn)。

05沖孔工裝

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：上圖為沖孔工裝的常用結(jié)構(gòu)。底板作用為方便固定在沖床的工作臺；定位塊作用為固定產(chǎn)品，具體結(jié)構(gòu)按產(chǎn)品的實(shí)際情況而設(shè)計(jì)，中心點(diǎn)圍繞能方便安全的取放產(chǎn)品；擋板作用在方便產(chǎn)品從沖刀上脫離；支柱起固定擋板的作用。上述幾個(gè)部位的裝配位置和尺寸可按產(chǎn)品的實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

06焊接工裝

焊接工裝主要起固定焊接組件中各零部件的位置，控制焊接組件中各零部件的相對尺寸，其結(jié)構(gòu)主要是定位塊，需根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)。值得注意的情況在產(chǎn)品放置在焊接工裝上不得用工裝之間產(chǎn)生密封空間，防止焊接加熱過程中導(dǎo)致密封空間壓力過大影響零部件焊接后的尺寸。

07拋光治具

08裝配工裝

裝配工裝主要應(yīng)用在組件的裝配過程中輔助定位的裝置。其設(shè)計(jì)思路為根據(jù)組件裝配的結(jié)構(gòu)能便捷的取放產(chǎn)品，在裝配過程中不能損壞產(chǎn)品的外觀表面，在使用過程中能蓋上棉布來保護(hù)產(chǎn)品。在材料的選用上面盡量用白膠等非金屬材料。

09移印，激光刻字工裝

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際情況的刻字要求來設(shè)計(jì)工裝的定位結(jié)構(gòu)，需注意產(chǎn)品取放的便捷性，和產(chǎn)品外觀的保護(hù)，定位塊和與產(chǎn)品接觸的輔助定位裝置盡量采用白膠等非金屬材料。

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