【正文】 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 1 1 機床夾具概論 機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 機床夾具的現(xiàn)狀 夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 有關(guān)統(tǒng)計表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制 造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3～ 4 年就要更新 50～80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10～ 20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能 適用于精密加工的高精度機床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率； 6）提高機床夾具的標準化程度。 所以，老式的夾具已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要了，更經(jīng)濟化、高效化的夾具也就慢慢的發(fā)展起來。 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 （ 1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準： GB/T2148～ T2259－ 91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （ 2）精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達177。 ；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為 5μ m。 （ 3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 2 產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具等。例如，在銑 床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為 9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 （ 4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺 寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。 綜上所述，夾具在機械加工生產(chǎn)過程中起著重大的作用，夾具的發(fā)展是為了滿足當代機械加工工藝的需要，可以說是社會的發(fā)展、生產(chǎn)的需要帶動著夾具的發(fā)展，其發(fā)展過程是必然的。 機床夾具的概念及特點 機床夾具的概念 機床夾具是在機械制造過程中，用來固定 加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。 在我們實際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊，以便于對零件的加工。 機床夾具的主要功能 : 在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機床夾具的主要 功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度，甚至浪費人力、物力，不僅降低了勞動強度，而且還會大大降低生產(chǎn)效率。 夾具裝夾工件的方法及特點 。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 3 找正裝夾方法是以工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表進行找正，將工件正確定位，然后將工件夾緊，進行加工。這種方法安裝方法簡單，不需專門設(shè)備，但精度不高，生產(chǎn)率低，因此多用于單件、小批量生產(chǎn)。 2. 夾具裝夾方法是靠夾具 將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、機床的正確位置具有以下特點： 1）工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。 2）由于夾具預(yù)先在機床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具對于機床也就占有了正確的位置。 3）通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。 4）裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。 5）裝夾迅速、方便，能減輕勞動強度，顯著地減少輔助時間，提高 勞動生產(chǎn)率。 6）能擴大機床的工藝范圍。如鏜削機體上的階梯孔，若沒有臥式鏜床和專用設(shè)備，可設(shè)計一夾具在車床上加工。 3. 機床夾具的制造特點 （ 1）單件生產(chǎn)、精度高 由于夾具主要是為某一道工序設(shè)計的，所以一般都為單件生產(chǎn)。為滿足工件加工的精度要求，夾具應(yīng)具有很高的裝配精度，組成夾具的各零部件，尤其是定位元件、引導(dǎo)元件、對刀元件等，其制造精度遠高與工件相應(yīng)的工序精度要求。 （ 2）常用組合加工的方法 組合加工在夾具制造中應(yīng)用很廣，如銷與孔的配作，螺釘通過孔和螺紋孔一起加工，以及裝配后按 總圖要求進行組合加工等。由于夾具裝配精度高，若一味依靠夾具組成零件的加工精度來保證，不但會使夾具制造成本很高，有時候甚至無法達到。 所以夾具雖然在生產(chǎn)中起著廣泛的作用，但其本身也是一種機械加工產(chǎn)品，所以，它的加工精度要更高一些。所以，設(shè)計合理的夾具結(jié)構(gòu)，可以提高生產(chǎn)率、降低夾具制造成本。 機床夾具的組成及分類 機床夾具的組成 雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又 相互聯(lián)系。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 4 1．定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 2．夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。 3．連接定向元件 這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢谩? 4．對刀元件或?qū)蛟? 這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進行加工的元件稱 為導(dǎo)向元件。 5．其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)接元件。 6．夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。 機床夾具的分類 機床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設(shè)計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。 按 夾具的通用特性分類 目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。 （ 1）通用夾具 是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應(yīng)性強、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。 （ 2）專用夾具 是針對某一工件的某 一道工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計 5 度。 （ 3）可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應(yīng)多種工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 （ 4）組合夾具 是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 （ 5）自動 線夾具 一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加