机床夹具设计5大注意要点

机床夹具设计5大注意事项

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随着科学技术的迅猛发展，市场需求的变化多端及商品竞争的日益激烈，使机械产品更新换代的周期愈来愈短，多品种、小批量生产的比例愈来愈高。为了适用这种形势的需要，出现了各种新型数控机床夹具。

同样一款机床，为何生产效率却相差好几倍？得出的结论是：数控机床选用的夹具不合适，从而使数控机床的生产效率大幅降低。如何提高数控机床利用率？通过技术分析，夹具的使用有很大的关系。

据不完全统计，国内企业数控机床选用夹具不合理的比例高达50%以上。至2010年底，中国数控机床保有量近一百万台，也就是说有50万台以上的数控机床由于夹具选择不合理或应用不当，而出现了“窝工”现象；从另外一个角度来讲，在数控机床夹具的选择与应用

上大有文章可做，因为其中蕴含枱可观的潜在经济效益。

机床夹具的组成

1、定位元件及定位装置：用于确定工件在夹具中的位置，通过使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确位置。

常用的定位元件：定位心轴、支承板、支承钉、V形块等。

2、夹紧装置：用于保持工件在夹具中的既定位置，使在重力、惯性力以及切削力等作用下不致产生位移。

夹紧装置在夹具中由动力装置(气缸、油缸等)、中间传力机构(杠杆、螺纹、斜面等)和夹紧元件(夹爪、压板等)组成的装置。

3、对刀及导引元件：用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。

注意：铣床夹具(对刀块)、钻床夹具(钻套)、镗床夹具(镗套)上必须设计对刀元件。

4、夹具体：用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础零件。

5、其元件及装置：定向键、分度转位装置等用来确定夹具在机床有关部位的方向或实现工件在夹具同一次安装中分度转位等特殊功用的元件或装置。

下面介绍几种现代数控机床夹具。

一、可调夹具

可调夹具分为通用可调夹具和成组夹具（也称专用可调夹具）两类。它们共同的特点是，只要更换或调整个别定位、夹紧或导向元件，即可用于多种零件的加工，从而使多种零件的单件小批生产变为一组零件在同一夹具上的“成批生产”。产品更新换代后，只要属于同一类型的零件，就仍能在此夹具上加工。由于可调夹具具有较强的适应性和良好的继承性，所以

使用可调夹具可大量减少专用夹具的数量，缩短生产准备周期，降低成本。

二、组合夹具

组合夹具又称为“积木式夹具”，它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机床夹具元件组成，客户可以根据加工要求，象“搭积木”一样，快速拼装出各种类型的机床夹具。由于组合夹具省去了设计和制造专用夹具时间，极大地缩短了生产准备时间，因而有效地缩短了小批量生产周期，即提高了生产效率。另外，组合夹具还具有定位精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉等优点。故小批量加工，特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。

三、精密组合平口钳

精密组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件”，与其它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠，因此在全球范围内得到了广泛的应用。精密组合平口钳具有快速安装（拆卸）、快速装夹等优点，因此可以缩短生产准备时间，提高小批量生产效率。目前国际上常用的精密组合平口钳装夹范围一般在1000mm以内的，夹紧力一般在5000Kgf以内。

需要注意的是，这里所说的精密组合平口钳并不是老式机加虎钳，老式机加虎钳功能单一、制造精度低、无法成组使用、使用寿命短，不适宜在数控机床、加工中心上使用。

四、电永磁夹具

电永磁夹具是以钕铁硼等新型永磁材料为磁力源，运用现代磁路原理而设计出来的一种新型

夹具。大量的机加工实践表明，电永磁夹具可以大幅提高数控机床、加工中心的综合加工效能。

电永磁夹具的夹紧与松开过程只需1秒左右，因此大幅缩短了装夹时间；常规数控机床夹具的定位元件和夹紧元件占用空间较大，而电永磁夹具没有这些占用空间的元件，因此与常规数控机床夹具相比，电永磁夹具的装夹范围更大，这有利于充分利用数控机床的工作枱和加工行程，有利于提高数控机床的综合加工效能。电永磁夹具的吸力一般在15~18Kgf/cm2，因此一定要保证吸力（夹紧力）足够抵抗切削力，一般情况下，吸附面积不应小于30cm2，即夹紧力不小于450Kgf。

在现代自动化生产中，数控机床的应用已愈来愈广泛。数控机床加工时，刀具或工作台的运动是由程序控制，按一定坐标位置进行的。

数控机床夹具设计时应注意以下几点：

1.数控机床夹具上应设置原点（对刀点）。

2.数控机床夹具无需设置刀具导向装置。这是因为数控机床加工时，机床、夹具、刀具和工件始终保持严格的坐标关系，刀具与工件间无需导向元件来确定位置。

3.数控机床上常需在几个方向上对工件进行加工，因此数控机床夹具应是敞开式的。

4.数控机床上应尽量选用可调夹具、拼装夹具和组合夹具。因为数控机床上加工的工件，常

是单件小批生产，必须采用柔性好、准备时间短的夹具。

5.数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便。夹紧元件的位置应固定不变，防止在自动加工过程中，元件与刀具相碰。

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