1 目前夾具設計概況
機械加工過程中，夾具是必不可少的工藝設備。其作用是正確確定工件與刀具間的相對位置，并將工件牢固地夾緊，使用夾具可以有效地保證工件的加工質量，擴大機床的工藝范圍。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。隨著國民經濟的發展，這些年數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS）等新加工技術的應用，對夾具有了新的要求：①能夠方便地投入使用在新產品加工中，以降低生產成本；②能夠裝夾相似結構的零件；③能夠達到精密加工的機床夾具；④能夠符合各種現代制造的技術；⑤提高夾具的標準化程度。
本文基于一個簡單軸類零件設計銑床的專用夾具，介紹機床夾具的一些最基本的作用、分類及特點，針對軸套類銑床夾具的定位方案、夾緊裝置、對刀裝置進行結構設計與分析。對夾具知識的一個實例應用進行淺析，供教學的簡單參考。
2 夾具設計原則和零件工藝分析
專用夾具的針對性很強，只為了加工某一工件某一工序而專門設計和制造的夾具。此類夾具沒有通用性，所以常應用于大批量生產中，可獲得較高的生產率和加工精度。但是專用夾具的設計制造周期較長，隨著現代多品種，中、小批生產的發展，專用夾具的適應性和經濟性等方面也是現在制造中考慮的解決問題。
本設計中針對在長為400mm， 100h6 的長軸如圖1 所示上銑鍵槽：長300±0.4mm，寬40H11mm，深度25mm，為這一道工序設計一個銑床專用夾具。在銑鍵槽前其他表面均已加工好，本工序的加工要求是：鍵槽寬40H11，槽側面對100h6 軸線的對稱度為0.10mm，平行度為0.08mm，槽深控制尺寸為75mm，鍵槽長度為300±0.4mm。
3 夾具結構設計
根據零件加工要求分析，銑鍵槽時在機床上定位應限制五個自由度才能保證加工。此類長軸零件形狀規則，以工件的外圓在長V 形塊上定位，限制Z 方向、Z 旋轉、X 方向、X 旋轉4 個自由度，以工件的端面在止推銷上定位，限制Y方向自由度。這道工序比較簡單，可以在銑床主軸上安裝兩把直徑相等的銑刀，同時對兩個工件銑鍵槽，每進給一次，即能得到兩個均已加工好鍵槽的工件，提高加工的效率。這種結構形式稱為雙工位銑床夾具。
（1）定位方案的設計。定位元件是夾具的重要組成部分之一，主要功能是使工件在夾具中占據正確的位置。這工件以100h6 外圓在V 形塊上定位，端面加止推銷，如圖2 所示。
（2）夾緊方案的設計。夾緊裝置也是夾具的主要組成部分之一，其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力時不離開已經占據的正確位置。根據夾緊力的方向應朝向主要限位面以及作用點應落在定位元件的支承范圍內的原則。這里采用壓板固定工件，如圖3 所示。鉸鏈壓板的兩個弧形面的曲率半徑應大于工件的最大半徑。因為批量不是很大，這里采用手動夾緊。下面那端為螺紋端，上面那端可通過內六角扳手轉動對夾具進行裝夾。
（3）對刀方案的設計。鍵槽銑刀需兩個方向對刀，故應采用側裝直角對刀塊。由于兩銑刀的直徑相等，鍵槽深度由兩工位V 形塊定位高度之差保證。兩銑刀的距離150mm 則由兩銑刀鍵的軸套長度確定。因此，只需設置一個對刀塊即能滿足鍵槽的加工要求，如圖4 所示。
（4）總體結構。如圖5 所示為夾具體，它是夾具的基本骨架，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。定位元件、夾緊裝置等分別分布在夾具的不同位置。
夾具體底面應設置定位鍵，兩定位鍵的側面應與V 形塊的對稱面平行。這里使用梯形槽螺釘即可將夾具固定在機床工作臺上。
結語
本文設計思路比較簡單，利用夾具設計的基本原理和原則。步驟先定位再夾緊方案，最后把各元素集中在夾具體上，形成最終的銑床專用夾具。
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