工裝夾具在生產實踐中的設計與應用

1、    工裝夾具在生產實踐中的設計與應用    崔德同【摘要】隨著工裝夾具在生產實踐中要求的不斷提高，研究其設計與應用凸顯出重要意義。本文首先介紹了工裝夾具設計的基本方法與步驟，分析了其設計的精度要求。在探討工裝夾具設計注意事項的同時，就其應用問題提出了個人看法。【關鍵詞】工裝夾具；生產實踐；設計；應用一、前言作為工裝夾具在生產實踐中的重要工作，其設計與應用在近期得到了有關方面的高度關注。該項課題的研究，將會更好地提升其設計與應用的實踐水平，從而有效優(yōu)化工裝夾具在生產實踐中的整體效果。二、工裝夾具設計的基本方法與步驟1.設計前的準備工裝夾具設計的原始資料

2、包括以下內容：夾具設計任務單；工件圖樣及技術條件；工件的加工及裝配工藝規(guī)程；夾具設計的技術條件；夾具的標準化和規(guī)格的標準化資料，包括國家標準，工廠標準和規(guī)格化結構圖冊等。首先要對任務書進行仔細閱讀與深入研究，認真了解工件的作用、結構特點、材料、生產規(guī)模及技術要求，詳細分析焊接、加工工藝過程或裝配過程中本工序的要求，如焊接所需留的加工余量、加工精度、加工表面、定位基準及前后工序的聯(lián)系等等。這些設計前的準備工作不僅要做，還要做好、做細，只有這樣才能使我們的設計順暢、穩(wěn)妥，少出麻煩和錯誤。其次，要根據工件的特點多動腦筋，換個思維方向，多提出幾個設計方案以留備用，因為在實際的設計過程中，根據同一工件，

3、每一個設計人員的設計思想及考慮重點都不相同，因而會給出不同的設計方案，由此設計出的工裝夾具的結構自然也就不同，應用到實際生產中產生的效果也會有所不同。通過對多個方案的分析比較確定一個更合理、更符合要求的結構方案，在設計時還要注意多聽取和吸收其他好的意見和建議。2.設計的步驟確定夾具結構方案；繪制夾具工作總圖階段；回執(zhí)焊接機加裝配夾具零件圖階段；編寫焊接機加裝配夾具設計說明書；必要時，還需要編寫夾具使用說明書，包括夾具的性能，使用注意事項等內容。三、工裝夾具設計的精度要求工裝夾具設計的基本思路是工件的定位和夾緊。定位又可分導向定位和加工定位。一般有孔定位、面定位、外圓柱面定位等。定位不準影響產品

4、的加工精度，定位出錯可能導致零件的報廢。按夾具的結構一般可分為：導向定位機構、定位機構、夾緊機構、機座等幾部分。當然并不是每個夾具都有這幾部分。其核心部分是定位機構和夾緊機構，對工件直接影響，決定了工件的加工形狀和加工精度。工裝夾具設計的精度要求分為如下四類。1.第一類是直接與工件接觸，并嚴格確定工件的位置和形狀的，主要包括接頭的定位件，v形塊，定位銷等定位元件；2.第二類是各種導向件，此類元件雖不與定位工件直接接觸，但它確定第一類元件的位置；3.第三類屬于夾具內部結構零件互相配合的夾具元件，如夾緊裝置各組成零件之間的配合尺寸公差；4.第四類是不影響工件位置，也不與其他元件相配合，如夾具的主體

5、骨架等。工裝夾具的設計要滿足使用過程中的受力的需要，例如銑床要知道順銑和逆銑時受力，估算加工過程的受力情況，還要計算夾緊力的大小及夾緊時對工件的影響，不能因此引起工件的變形。有可能的情況下要充分利用加工時受力的相互抵消來減輕工裝夾具的重量和夾緊力。對于一些大型的焊接件，還需考慮受力的平衡以及松開后的焊接變形。同時又要求夾具有足夠的強度和剛度。夾具的結構盡可能采用可調性的。對于經常使用的夾具依靠螺栓標準件緊固，銷釘定位等方式。調整和裝配夾具時，可對某一元件尺寸較方便地修磨。還可采用在零件與部件之間設置調整墊圈，調整墊片或調整套等來控制裝配尺寸。補償其他零件的誤差，提高夾具精度。四、工裝夾具設計的

6、注意事項1.夾緊元件的統(tǒng)一性一套比較復雜的工裝夾具中通常具備多處壓緊、輔助支撐、調節(jié)支撐等元件，常用的靠螺旋壓緊的螺母、螺旋調節(jié)的螺栓等部件因空間位置、夾緊力大小等因素的影響，不同部位所用的螺紋大小會不盡相同。若按理論設計這些元件的外形操作部位也會不盡相同，不同的外形尺寸需要操作人員用多種工具才能完成夾緊、調節(jié)等工序，加工極不方便，效率大大降低。如對不同的螺紋采用相同的外形尺寸，m20螺母、m12螺母、m16螺栓等操作部位外形皆設計為寬度為k的外六方，使用時同一種工具就能完成所有的夾緊、調節(jié)等工序，減少了輔助時間，提高了生產效率。可見在工裝夾具設計過程中注意夾緊元件統(tǒng)一性對于提高生產效率、降低

7、勞動強度具有重要作用。2.夾緊元件的安全性工裝夾具中比較常見的開口壓板由于其螺母大徑小于工件孔徑，只要稍松螺母，取下開口壓板，工件即可方便地穿過螺母被取出，是一種比較實用的快速夾緊結構。但這種結構在回轉體壓緊裝置中存在一定弊端，因為當螺母意外松動時，開口壓板極易在離心力的作用下由開口處從夾具中飛出，安全隱患令人堪憂。當工作時，旋緊的帶肩螺母其肩部進入開口壓板的盲孔內，一旦帶肩螺母稍有松動，因其肩部嵌在盲孔內，所以壓板不會立即飛出，而此時操作人員能明顯感到工件的松動，停車再次旋緊即可，然后將帶肩螺母的肩部旋出開口壓板盲孔深度，這樣既然保證了壓緊的安全性，又可輕而易舉地卸下工件，可謂一舉兩得。3.

8、設計人員深入現(xiàn)場工裝夾具的設計人員一定要深入工作現(xiàn)場，了解現(xiàn)場和熟悉現(xiàn)場。要對夾具使用的機床規(guī)格、主要參數及在機床上安裝夾具部位的結構和配合尺寸和本工序使用的刀具、量具等情況了解清楚。不深入現(xiàn)場就會對這些情況一無所知，設計制造出來的夾具極有可能安裝不上，不能用于機床的正常生產，造成返修或廢掉，不僅損失了經濟和時間成本還耽誤了生產運行，得不償失。另外，工裝夾具的設計人員多下現(xiàn)場可與操作人員進行面對面的交流與溝通，有利于掌握第一手的一線資料。因為操作人員不僅可以提供一些好的意見和建議，還會告知設計人員同類夾具存在的問題、需要改進之處及操作習慣和干活方式等，這些都有利于工裝夾具的優(yōu)化設計。否則設計出

9、的夾具雖符合機床且加工合格，但不符合操作人員的工作習慣，造成加工不便，則極有可能被束之高閣。此外，設計人員在夾具制造完成投入到實際生產中后還要多次進行回訪，了解其使用情況。五、工裝夾具的應用工裝夾具的設計根據產品批量和加工復雜程度的大小來定。例如工件的鉆孔。對于小批量，自由裝夾就可以了，中批量可以鉆模工裝定位鉆孔，大批量就可以設計專機，永久性夾具，特大批量可設計專機流水線?？紤]定位基準的統(tǒng)一性，裝夾的一致性。但對于一些復雜的加工件。雖然量小但還沒有工裝夾具無法保證其加工的準確性，這時也需要設計制作工裝夾具，例如需要多次焊接的工件。這時就需要盡可能使用便于裝拆的，由標準件或通用件組成的組合夾具?，F(xiàn)在有許多由模塊組成的夾具，模塊化的夾具大大減少了中小批量多類型的產品制作時間和成本。再次工裝夾具的結構要符合工人加工操作習慣。裝拆時要有足夠的操作空間。便于日后的維修和裝拆。在生產過程中要正確使用夾具.安裝要到位，夾緊的螺栓螺母要鎖緊。對于使用較為復雜的工裝夾具要編制使用說明書，并要求操作時嚴格按此執(zhí)行。六、結束語通過對工裝夾具在生產實踐中設計與應用的相關研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項工作的順利開展，有賴于對其多項影響環(huán)節(jié)與因素的充分掌控，有關人員應該從工裝夾具的客觀實際應用環(huán)境出發(fā)，研究制定最為符合實際的設計與應