夹具体的设计要点

摘 要：夹具体设计的要点及重点，及夹具结构方案的确定。

关键词：夹具体；结构；基准

夹具体是夹具的基础件。在夹具体上，要安装组成该夹具所需要的各种元件，机构和装置等。在设计的时候，应该满足下面的一些基本要求。第一夹具体的刚度和强度要满足相应的要求。第二是夹具体的设计结构要简单，具有良好的工艺性。第三是尺寸要稳定。第四是便于排屑。

1.夹具体的毛坯结构

在选择夹具体的毛坯机构时，应以结构合理性、工艺性、经济性、标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑。下表为各种夹具毛坯结构的特点和应用场合。

2.夹具体外形尺寸的确定

夹具制造属于单件生产，为缩短设计和制造周期，减少设计和制造费用，所以在夹具体设计时，需要计算的地方都不是特别复杂。我们通常的做法是参照相同或类似的其它夹具结构，并根据相关的夹具体设计经验进行确认。当我们在设计夹具体总体装配图的时候，根据当前现有工件、对刀和定位元件、预紧和装夹装置、以及其他的一些机构和装置之间的装配关系，夹具体的外形结构和外形尺寸我们就可以大概的确定下来了。根据夹具体设计的相关经验，我们列举了夹具体结构相关尺寸的一些经验性数据，以此用以进行参考，如下表所示。

夹具体上不加工表面与工件表面之间的间隙 夹具体是毛面，工件也是毛面，取8-15mm

夹具体是毛面，工件时光面，取4-10mm

3.夹具体的排屑结构

为了便于排除切屑，不使其聚积在定位工件工作表面上而影响工件正确定位，一般在设计夹具时，应采用必要措施。

3.1 增加容纳切屑的空间

在夹具体上增设容屑沟或增大定位元件工作表面与夹具体之间的距离。适用于加工时产生的切屑不多的场合。

3.2 采用切屑自动排除结构

在夹具体上专门设计排屑用的斜面和缺口，使切屑自动由斜面处下面排至夹具体外。如在夹具体上开出排屑用的斜面，是钻孔的切屑，沿斜弧面排出。针对于铣床夹具的夹具体内，设计排屑腔，切屑落入腔内后，沿斜面排出。试用于切屑较多的场合。

4.夹具设计相关技术要点

在夹具的设计过程中，要保证整个夹具工作的精度，需要满足下面两方面要求。第一要确定相关的尺寸精度，第二要保证夹具的各个元件和相关元件间的位置。我们通常用符号来表示，也可以使用文字来表示，并统称为夹具的设计技术要点。大致可以概括为以下几方面内容：

（1）各个定位元件之间的相互位置是有要求的，各个定位元件与夹具体底面之间也是有相互的位置要求的。

（2）对刀元件与各个连接元件之间也要有相互的位置要求。

（3）各个定位元件与各个定位元件的连接元件之间要有相应的位置要求。

（4）各个定位元件与其他元件之间（如引导元件）也要有相应的位置要求。

为了能够保证工件能够顺利加工，上述四点要求必须保证。使用单位在对夹具的按期检修过程中，也要严格依据上述的四点要求，这是重要的技术和理论依据。所以，我们在绘制夹具的总装配图时，一定要根据实际的情况把其之间的位置标注在图纸上。

4.1 外圆磨床与车床的夹具有哪些技术要点

上述两种机床设备的夹具大多为心轴类或卡盘类，这两类的夹具通常是以工件的内孔表面或者是工件的外径表面作为装夹和定位的基准。所以，此类夹具的技术要点就是由确定工件内径基准孔或外径外圆的正确位置应用的定位元件的基本尺寸和形状与位置公差所构成的。通常包括以下几个方面的内容。

（1）和工件相互配合的内孔表面或外径表面相对于中心线的同轴度。

（2）当出现双重配合时，（即工件的轴心与夹具轴心为双重配合），要对双重配合的部分提出要求。

（3）夹具的定位表面与机床设备的夹具安装基准面之间的垂直度或平行度。

（4）定位的基准面与同向同轴台肩之间的垂直度。

（5）所有定位面之间关于垂直度和平行度的要求。

（6）平面度、直线度和等高性在定位面上的要求。

刚性轴和弹性轴是心轴类夹具定位部分结构的两种结构形式。在心轴了夹具的制作过程中，其制造公差可以放宽，因为，刚性心轴与工件基准孔之间存在的配合间隙，随着定位部分的均匀胀开会逐渐的消除。

心轴的安装方式有两种，第一种方法是使用顶尖安装在机床设备上，第二种方法是使用带锥度的尾柄直接将其插入机床主轴设备的锥孔内。所以，在安装的过程中，我们要对心轴的定位表面与回转中心的圆跳动公差的范围大小予以规定。

4.2镗床与钻床的夹具有哪些技术要点

导套的精度和导套的位置精度是用来保证在镗床和钻床上加工孔和孔系时的尺寸精度和相对的位置精度。

导套内径的基本尺寸既为刀具最大极限尺寸，其公差按基轴制配合制定。钻孔、扩孔和粗绞孔取F8或F7；精绞孔取G7或G6.如果刀具不是用切削部分而是用圆柱部分（如接长的扩孔钻、铰刀等）导向时，也允许采用基孔制的相应配合，既孔用H7，轴用f7，f6，g5。

导套的内径和外径之间的同轴度公差不超过0.005mm。

导套之间的位置精度，需要有相应的技术要求来保证。镗床和钻床夹具的相关技术要求主要包括以下几个方面内容。

（1）夹具的定位表面对夹具安装基面的垂直或平行度。

（2）关于导套的同轴线的同轴度。

（3）导套中心对定位表面和夹具的安装基面的垂直度或平行度。

（4）夹具的定位表面和导套的轴线相对于校正基面的垂直度或平行度。

（5）夹具的定位表面的平面度和直线度以及等高性。

（6）各个导套之间的被加工表面与定位表面间的要求，包括尺寸要求和相互位置要求。

4.3铣床、刨床及平面磨床夹具的主要技术条件

平面磨床、铣床、刨床夹具的相关技术条件和技术要求，主要包括以下几方面内容。

（1）夹具的定位表面相对于夹具安装基面之间的垂直度或平行度。

（2）夹具的定位表面也叫夹具的导向面或夹具的中心线相对定位键工作面也加夹具的正基面之间的平行度或垂直度。

（3）夹具的定位表面的平面度和直线度以及夹具支撑板的等高性。

（4）夹具各个定位表面之间的垂直度或平行度。

（5）各个对刀块工作表面到定位表面距离的制造公差。

5.结束语

在对夹具工装进行设计的过程中，夹具的质量好坏直接能够影响其生产的效率与成本，对产品的质量以及生产安全等方面也会造成直接的影响。所以在夹具工装的设计夹具过程中，应该充分的考虑夹具实用性和能过产生的经济效益，而且还要考虑其可靠性、稳定性，以及美观的艺术性等等。通过对夹具设计和计算，我们将机械设计能力和实践能力的有机的结合在一起，做到理论与实践相结合吗。收获更深的应该是夯实并拓。

参考文献：

[1]许生蛟.组合夹具图册，北京工业出版社，1996.

[2]成大先.机械设计手册，机械工业出版色，1992.

[3]张展.非标准设备设计手册，兵器工业出版社，1993.

[4]杨永才.机械设计新标准应用手册，北京科學技术出版社，1993.

[5]刘家仁.机械设计常用元件手册，机械工业出版社，1994.

作者简介：

刘裕涛（1982-），男，本科，工程师，从事机械设计工作。