关于机械加工工艺中夹具的设计教学研究

陈志

摘 要 在机械加工工艺中最重要的是要熟练掌握机床夹具设计的技巧，并且还要学会把机床夹具设计方法运用到实践操作中去。本文根据日常的教学经验，就学生如何掌握夹具设计方面的相关知识点，夹具设计的步骤及方法进行了讲述。

关键词 加工夹具 夹具设计 机械加工工艺

中图分类号：G424 文献标识码：A

Teaching and Research on the Design of the Fixture in Machining Process

CHEN Zhi

（Sichuan Guangyuan Radio and TV University， Guangyuan， Sichuan 628017）

Abstract In the machining process， the most important skill is to master fixture design， and also learn to fixture design method applied to the practical operation. According to the daily teaching experience， on how students acquire the relevant knowledge of fixture design， fixture design steps and methods were described.

Key words machining fixture； fixture design； Fixture in Machining Process

1 夹具设计的步骤（四步）

1.1 收集和研究有关资料

收集和研究相关资料是学生学习机床夹具的基础，它奠定了学生对于夹具的相关了解。在研究和收集资料时，一定要以一个仔细认真的态度去研究夹具设计任务书，因为其中有些是对以后的设计有帮助的一项，即对定位基准、夹紧方案及有关要求的说明，这也是在做这一项任务时需要提醒学生的。

1.2 确定夹具的结构方案

确定夹具的结构方案一定要以收集相关资料为基础，而且学生在学习设计结构时，要根据夹具设计任务书进行。在保证夹具成功安装的情况下，学生在设计前要认真收集和研究如下有关资料。

（1）生产批量。大批量生产基本都采用气动、液压或其他机动夹具，因为其自动化程度高，同时夹紧的工件数量多，但是机动夹具不够简单；中、小批量生产则不同，它宜采用构造简单的手动万能通用夹具。

（2）制定零件图及工序图。制定零件图及工序图也是确定夹具结构的重要一步，它直接影响着夹具生产的结构，一个好的结构图直接影响着结构的生产形态和质量。零件图给出工件在尺寸、位置等方面精度的总的要求；工序图则给出所用夹具加工工件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、工序加工精度等要求。这两种绘制图大大提升了夹具结构的设计效率。

（3）夹具典型结构及有关标准，教学过程中，，老师将夹具结构图册和有关夹具零部件标准等资料收集，利用典型事例生动的加以说明，使学生更加了解这个结构和规定的标准。此外，培养学生的查阅资料能力和动手能力，以便学生在设计时更加顺手，设计出的夹具更能适应市场。

（4）确定结构方案。在以上三个步骤的基础上，完成结构方案这个步骤则显得更加容易，学生动手去做这件事时则给人一种手到擒来的感觉，拿起来就会做。当学生搜集了那么多的资料，且做了那么多方案后，一份完整的结构方案就展现在人们面前。相信学生在做出这样一份成功的结构方案时，会收获不少。在那么多份的手绘及电子绘图中，再经过精细的计算和斟酌思考，采取一个合适的办法，那么，一个完美周到的结构方案就可以顺利出世了。

1.3 绘制夹具总图

一份夹具总绘制图的绘制，不仅有国家相关标准的严格审查，还有人们的智慧包含其中。人们在设计制作时，将视图的数目计量减少，所画的工件轮廓线与夹具上的任何线不相干涉，外轮廓则以黑色双点划线表示。夹具总图的绘制要以仔细认真的态度，此外，夹具总图的绘制也做了更详细的要求：（1）图样绘制应符合国家制图标准。（2）尽量采用1：1的绘图比例。（3）局部结构视图不宜过多。（4）反复进行局部结构的调整和完善。

图1

1.4 最后把相关尺寸标记上和夹具的技术要求

上述所讲相比来说是比较容易的，但这一步相对来说是个难点，在这一过程中，教师要对学生多加督导，因为学生在这方面的经验相对来说很少，所以在处理方面往往不能做好，导致做出来的夹具不能使用，浪费了大量的材料。老师在这一过程中，应多查阅一些相关的技术手册，多给学生一些事例，还要多参考一些成功的范本。

图2

1. 支撑旋转轴；2.气缸活塞杆；3.气缸活塞导向杆；4.气缸旋转轴；5.气缸；6.产品定位板；7.固定旋转轴；8.底面

2 以平面上钻斜孔加工的夹具设计进行研究分析

在平面上钻斜孔，孔的倾斜中心线与基准面有角度，这种孔加工难度大，需要用夹具来保证。

如图1所示，上述零件上有一个5mm的孔，与上表面的夹角成45埃氪怪狈较虻募薪浅？3？1'，是一个空间角度。考虑到工件的重量较重，夹具考虑如下方案：在安装时，安装平面为水平状态，产品只需旋转一个方向，就可以水平装入，安装后，通气，气缸活塞杆向后收缩，产品定位板通过固定旋转轴旋转，旋转到固定角度块位置时，气缸还有收缩余量，此时气缸把产品定位板施加力并压紧定位板，此时就可以加工产品。工件加工完后，气缸伸出，把安装板顶平，平着就可以吊出产品（见图2）。

固定第一步，工件安装时，产品安装导向块用来限定孔与垂直方向的夹角33？1'，工件安装后，这个角度面与产品的定位板旋转方向一致，工件在定位板上呈斜向装夹。第二步，工件加工时，产品定位板在气缸的作用下，向下转 3 结束语

我们在日常生活中会接触到不同种类的机械，他们的零件也不同，内部零件精度的高低影响着机械的安全性能，加工夹具的好坏对零件精度的高低起着决定性作用。由于零件的加工精度及质量高低主要受金属加工夹具设计水平高低的影响，所以，要想提升零件的加工质量及精度，就要科学合理地设计加工夹具，最终提升零件的加工精度，提高生产的效率。

参考文献

[1] 张雎军.斜孔加工的夹具设计[J].金属加工（冷加工），2014（3）：44-45.

[2] 曹勇，田海文，潘宝山.外气膜钻孔夹具的设计[J].中国新技术新产品，2008（23）：37-39.

[3] 梁伟文.复杂零件斜面斜孔加工的夹具设计[J].中国制造业信息化，2011（12）：91-93.

[4] 陈林平.车床切削加工夹具设计存在问题及其解决方法[J].华章，2011（8）：30-33.