排刀切片机夹具系统的设计

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第四章 夹具设计理论

4.1 夹具设计的一般过程：

一般情况下，夹具设计大致可以分为四个步骤，即收集和研究有关资料，确定夹具的结构方案，绘制夹具总图和确定并标注有关尺寸、公差和技术要求等。

1. 收集和研究有关资料 工艺人员在编制零件的机械加工工艺过程中，应提出相关的夹具设计任务书，对其中定位基准、夹紧方案及有关要求作出说明。为了使所设计的夹具能够满足上述要求，设计前要认真的收集和研究如下资料：

（1） （2） （3） （4）

生产批量 零件图及工序图 零件工艺规程

夹具的典型结构和相关标准

2. 确定夹具的结构方案 在广泛收集和研究有关资料的基础上，这时拟定夹具的结构方案，主要包括：

（1） 根据工件的定位原理，确定工件的定位方式、选择定位元件；

（2） 确定工件的夹紧方式，选择适宜的夹紧装置； （3） 确定刀具的对准和引导方式，选择刀具的对刀和导引元件

（4） 确定其他元件或装置的结构形式，如定向元件、

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分度装置等；

（5） 协调各元件、装置的布局，确定夹具体的总体结构及尺寸。

3. 绘制夹具总图

4. 确定并标注有关尺寸及技术条件

4.2 机床夹具的分类：

应用机床夹具，有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”。

4.2.1机床夹具的类型：

夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。

在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。

机床夹具的种类繁多， 根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和随行夹具五大类。

① 通用夹具 已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。这类夹具适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。其缺点是夹具的精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故一般适用于单件小批量生产中。

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② 专用夹具 专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计周期较长、投资较大。

专用夹具一般在批量生产中使用。除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。

③ 可调夹具 某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工一族相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。

④ 组合夹具 采用标准的组合元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有减少专用夹具数量等优点，因此组合夹具在单件，中、小批量多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。

⑤ 随行夹具（FMS、FMC等） 是一种移动式夹具。工件安装在随行夹具上，由运输装置把随行夹具运送到各台机床上，并对随行夹具进行定位和夹紧。

按机床工种分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、自动机床夹具、数控机床夹具等。

按其夹紧装置的动力源分类：手动夹具、气动夹具、液动夹具、电磁夹具、真空夹具。

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4.3 夹具的功能

1 保证加工质量 机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工表面定位表明之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。 2 提高生产率，降低生产成本 使用夹具可以减少画线，找正等辅助时间，且易于实现多件多工位加工。

3 扩大机床工艺范围 在机床上使用夹具可使加工方便，并扩大机床工艺的范围。例如在车床或钻床上使用镗磨，可以代替镗床镗孔；又或者使用靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿形加工。 4 减轻工人劳动强度，保证生产安全。

4.4 夹具设计的特点：

1 各类夹具的设计的基本原理基本相同 各类夹具虽然结构上有差异，但设计的基本原理基本相同（如定位原理、夹紧装置设计的原理基本相同）。夹具设计已形成了系统的设计原理和规格，有相应较成熟的设计资料和经验。

2 夹具的设计周期短 夹具设计是直接为产品生产服务的对象生产准备工作，为适应产品的更新换代，要求设计周期短，因此，在设计时一般不要求进行强度和刚度的计算，而采用“经验确定”的办法来保证；或者采用一些简便的计算公式和图表作为设计时的参考。同时也可借用现有的比较合理的夹具结构，以缩短生产周期。

3 专用夹具对产品零件有较强的针对性 专用夹具一般是某一零件的某一道工序而设计的，因而有较强的针对性。即使对同一类型的零件，当某些尺寸有变化，或者精度要求不高，也能满足加工要求，要不然只有采取一些相应的措施，

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