浅谈机床夹具设计过程中应注意的问题

浅谈机床夹具设计过程中应注意的问题

王炳恺

江苏省盐城技师学院   224000

摘要：机械制造业是整个制造业的核心，其生产能力和水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度，而这种能力又取决于机械制造装备的先进程度。在机械制造过程中机器零部件的精度控制与机床夹具的优劣程度有重要的关系。在机电产品的制造过程中，机床夹具是一件不可缺少的应用工具，这种装置主要是在机床上装夹工件，而要保证机电产品工件的质量和精度，必须做好机床夹具设计工作。但是，在实际工作中，机床夹具设计存在许多问题，需要引起机床夹具设计工作者的高度重视。首先介绍了机床夹具设计在机电产品生产中的重要性，然后分析了机床夹具设计中应当注意的问题，以供相关人员参考。

关键词：机床；夹具设计；问题

加工中工件相对于机床或是刀具要获得正确的位置，机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是加工过程的活跃因素，也是其中一项重要的工作。一般来说，生产任何机电产品，都离不开机床夹具，尤其是专用机床夹具，它主要根据工件工件规程的某道工序要求进行设计，有时也会根据生产批量等内容进行设计，其设计质量在一定程度上决定着工件的质量，同时会影响到工件的生产率和生产成本。对于机电产品的制造行业而言，需要充分意识到机床夹具设计的重要性，夹具尽量要简单，并容易制造、装配、检验、维修等，同时还要考虑到操作方便、使用安全等因素。鉴于此，本文主要分析了机床夹具设计过程中应注意的问题。

1.机床夹具设计在机电产品生产中的重要性

机床夹具设计对于机电产品具有十分重要的意义，机床夹具设计是机械制造业的重要工作环节，优质的机床夹具有利于提升整个机械制造业的生产水平，甚至起着关键性的影响。随着时代的发展，要想实现机械制造的现代化，必须不断地提高机床夹具的制造效率，从而实现机床夹具的标准化。然而，在目前的机械制造业中，传统机床夹具还占据着绝对的主导地位，严重阻碍了机械制造业的现代化进程，而机床夹具的优劣，在一定程度上决定着机电产品标准件的质量和制作精度。同时，伴随着机械制造领域理论研究的不断深入，机床夹具设计将会得到进一步发展，其在机电产品生产中所发挥的作用是不言而喻的。

2.机床夹具设计中应注意的问题

2.1重视机床夹具设计的标准化

机床夹具设计过程中，设计人员需要重视机床夹具设计的标准化，机床夹具是确保机床切削加工质量的重要装备之一，机械零件、尺寸精度、位置精度决定着机械零件的设计精度。由此可见，机床夹具影响着机械设备的使用效果，这就要求重视机床夹具设计，特别是机床夹具设计的标准化，已经成了困扰机床发展的主要问题。具体地讲，夹具加工对于精度的要求较高，在机床夹具设计过程中，必须使机床夹具的操作方便，降低生产成本，又能提高劳动效率，保证机械工件的加工精度，便于排屑的方法进行设计，同时还要达到有良好的结构工艺性的基本要求。

2.2重视机床夹具设计的信息化

现阶段，由于信息技术的飞速发展，信息化逐渐成为绝大多数行业发展的主要目标，机床夹具设计也不例外。只有建立在信息技术的基础上，机订夹具设计才能实现信息的收集、管理与共享，才有利于提供畅通的信息服务，并且能够扩大设计范围，然后解决并改进这些范围中所涉及的问题，并及时反馈给机床夹具设计人员，使之及时地改进设计方案，以便设计出适应现代市场发展需求的机床夹具。因此，机床夹具设计人员一定要跟上时代的步伐，重视机床夹具设计的信息化，增强机床夹具设计的先进理念，使设计理念的交流快捷，形式更加简化，转换更为高效，可以实现机床夹具生产的自动化控制，应用大量的自动化生产设备、自动化检测仪器等基础系统，从而取代传统人工操作的滞后性。大概有以下三方面因素造成：①工件在夹具中的定位、夹紧误差。②夹具带着工件安装在机床上，相对于机床主轴或是刀具或是运动导轨的位置误差。③工件加工过程中由于机床的几何精度、受热变形、切削振动、工艺系统的受力等引起的误差。误差产生的原因有如下几种：①基准不重合带来的定位误差。有平面定位误差、工件以圆孔在心轴上定位的误差、工件以外圆柱面在v形块上定位的误差、工件以一面双孔定位的误差四种。②间隙引起的误差。在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙使工件定心不准产生的误差。③与夹具有关的因素引起的误差。这类因素属于夹具在设计制造过程中的误差。如：定位基准面与定位元件表面的形状误差；导向元件和对刀元件与定位元件的位置误差，及形状导致的导向和对刀误差；夹具的安装误差引起的位置误差；夹紧力下的变形（工件或是夹具）引起的位置误差；定位元件间的位置误差，及夹具各构成元件的磨损带来的误差。

2.3设计人员需要深入工作现场

作为机床夹具设计人员，不要只在室内设计，尽量深入实际的工作现场，多了解现场，熟悉现场，这样才能将设计与实际相结合，才能设计出与实际情况相符的机电产品。首先，在了解现场的过程中，一定要清楚夹具使用的机床规格、相关参数、安装夹具部位的结构、配合尺寸、使用刀具等情况。其次，机床夹具设计人员还要与操作者进行沟通，以便掌握原始资料，时刻注意倾听操作者的意见和建议，比如：操作者很可能会为设计人员提供一些同类夹具存在的问题，需要改进的部位，操纵习惯、干活方式等等，这样才能更好地设计出符合操作者要求的机床夹具。最后，夹具投入实际生产以后，设计人员还要多回访，经常了解机床夹具的使用情况。

2.4确保绘制夹具图样的科学化

在机床夹具的制造过程中，机床夹具设计人员必须确保绘制夹具图样的科学化。一般情况下，设计人员在绘制和检验别人的图样时，都会遇到一些问题，比如：绘制的零件图的投影与总图的投影位置不相符，无法读图和校图，这样极易造成误解，甚至造成不必要的错误，严重影响机床家具设计和机械生产制造，有些还会出现废品，以至于损失惨重。实际上，设计人员在给好零件图以后，反过来再局部修改总装图，使总装图与零件图能够一致，这种做法会使图样的效果更好。因此，在夹具精度较高时，一定要认真分析精度，首先要保证工序加工的精度，其中与夹具位置关系最紧密的是加工表面的位置精度，包括位置尺寸、相互位置关系的要求。因此，在设计工件精度要求高的机床夹具时，设计人员要认真对待所选择和确定的方案，除了根据工件定位原理选用的定位件以外，还要判断选定工件定位方案能否满足工序加工精度的要求，这就要分析和计算工件在定位中所产生的误差。

3.结束语

总之，为了生产出高质量的机电产品，机床夹具设计人员必须了解机床夹具设计中的注理事项，努力做到及时发现不足，及时改进，这样才设计出符合现代机电制造业需要的优质产品。作为械制造专业课程，也要紧跟机械制造行业的发展，重视技术教育，面向市场需求，不断培养出具有良好综合素质的应用型专业人才。同时，对于机电夹具设计人员来说，一定要充分发挥他们的创新性思维，这样才能从根本上促进机电产品的规模化生产。