钻床专用夹具的设计研究

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摘要：文章介绍了夹具的定义和组成，分析了钻床夹具的设计特点，具体说明了专用夹具的设计步骤等。在设计夹具时，我们应该注意提高劳动生产率，避免干涉，应使夹具结构简单便于操作，降低成本，提高夹具性价比。当钻床夹具选用了上压板和压紧螺钉夹紧方式时，其夹具设计主要用于钻孔，切削力大，所以选用压紧力大的压紧装置，就能达到该钻床夹具的设计要求。

关键词：钻床;专用夹具;设计

1.引言

在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的装备，其直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和生产制造成本等。

2.夹具的定义和组成

夹具是一种装夹工件的工艺装备，广泛应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程。在金属切削机床上使用的夹具，统称为机床夹具。

2.1机床夹具的组成

定位装置。用来确定工件在夹具中正确加工位置的装置。

夹紧装置。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置。

夹具体。是夹具的基础元件，把组成夹具的所有元件和装置连接成为一个有机整体。

对刀、导向元件。用来确定刀具在加工前处于正确位置的元件，称为对刀元件。用来确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件，称为导向元件。

其他装置或元件。根据需要，夹具上还可有其他元件，如分度装置，为了便于卸下工件而设置的顶出器，以及夹具在机床上定位的连接件等。

2.2钻床夹具的特点和设计要点

在各类钻床和组合机床等设备上进行钻、扩、铰孔的夹具，统称钻床夹具。钻床夹具一般是由定位元件、夹紧装置、夹具体、对刀、导向元件及其他装置或元件组成。钻床夹具一般都装有钻套，通过钻套对刀具的引导可以保证被加工孔的坐标位置，并防止钻头在切入时引偏，从而保证和提高被加工孔的位置精度、尺寸精度及提高孔的表面粗糙度，大大缩短工序时间，提高生产率。这就是钻床夹具的主要特点。在钻削加工中，工件上被加工孔的分布情况，在很程度上决定了夹具的类型。例如，工件上有排列成直线的平行孔，有分布在不同表面或圆周上的径向孔，有分布在同一表面并具有公共回转轴线的平行孔系。因此钻床夹具可分为：固定式钻床夹具、移动式钻床夹具、翻转式钻床夹具、盖板式钻床夹具、回转式钻床夹具、滑柱式钻床夹具等。

钻床夹具的设计要点：一是夹具与机床对接方式的设计。夹具在工作台水平面安装或侧面安装;工件直接在机床工作台上定位，夹具的部分元件在工件上定位;通用夹具在工作台上定位，工件在通用夹具上定位。二是钻套的设计：钻套轴线与夹具定位基准的尺寸公差和位置公差。钻床夹具的设计主要考虑钻套的设计。钻套是用来引导钻头、扩孔钻、铰刀的。三是夹具的总高度。

3.机床专用夹具的设计步骤

机床专用夹具的设计步骤具体如下：

3.1研究原始资料认真研究任务书中的设计要求，明确设计任务并收集下列资料：

（1）零件工作图，毛坯图和工艺规程等技术文件，了解该工序的加工术要求，定位和夹紧方案，前面工序的加工内容，毛坯情况，加工中使用的机床、刀具、检验量具，加工余量和切削用量等。

（2）了解生产批量和对夹具的需用情况，以确定所采用夹具结构的合理性和经济性。

（3）一了解机床的主要技术参数，规格，安装夹具的有关连接部分的尺寸等。

（4）了解刀具的主要结构尺寸，制造精度，主要技术条件等。

（5）收集有关夹具零部件标准（国标，部标，企标，厂标等），典型夹具、结构夹具设计资料。

（6）了解本厂制造、使用夹具的情况，本厂制造夹具的能力和经验等。

3.2确定夹具的结构方案

（1）确定工件的定位方案土件在夹具中的定位应符合定位原理，合理设置定位元件，进行定位误差的分析计算，定位误差应小于工序公差的三分之一。

（2）确定刀具的对刀或引导方案和加工面的测量。

根据加工表面的具体情况合理地选择与确定刀具的对刀或引导方式，测量基准或找正基准的确定，工艺孔的合理设置等。

确定工件的夹紧方案

夹紧力的作用点和方向应符合夹紧原则。进行夹紧力的分析和计算，保证操作方便、安全、可靠，不得使工件有残余变形，保证产品质量，以确定夹紧元件及传动装置的主要尺寸。

确定夹具其它组成部分的结构形式，例如：对于回转夹具应考虑配重，经常拆卸的夹具零件的总成钻模板应设置手把等

确定夹具体的型式和夹具的总体结构，注意夹具过重时（一般人搬动吃力时）应设置起吊结构，体积超过工作台时，要設置防护罩或回液槽等。

3.3绘制夹具总装配图

夹具总图应按国家制图标准绘制。图形大小尽量采用1：1的比例，以具有良好的直观性，图形过大时可使用l：2或1：5的比例二过小时可用5：1的比例。主视图应选取对操作者的工作位置。

绘制总装配图的顺序是：先用黑色双点划线，画出工件的轮廓和主要表面。主要表面指：定位基准面、夹紧表面和被加工表面。被加工表面上的加工余量，可用网纹细实线表示。总装配图上所绘制的工件视为假想的透明体，因此它不影响夹具元件的绘制。然后按定位元件、对刀、引导元件、夹紧机构、传动装置翎顷序，画出各自的具体结构，最后画夹紧件。总装配图上的视图配置和选择，应能完整地表达出整个夹具的各部分结构。在夹具的明显处画出“印记”标记，以表示在该处刻印夹具号。

4.夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，我们应该注意提高劳动生产率，避免干涉，应使夹具结构简单便于操作，降低成本，提高夹具性价比。当钻床夹具选用了上压板和压紧螺钉夹紧方式时，其夹具设计主要用于钻孔，切削力大，所以选用压紧力大的压紧装置，就能达到该钻床夹具的设计要求。

5.结束语

在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和生产制造成本等。在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本，提高夹具性价比。

参考文献：

[1]李名望.机床夹具设计实例教程[M].北京：化学工业出版社，2014.09

[2]王玉玲，李长河主编.机械制造工艺学[M].北京：北京理工大学出版社，2018.09

[3]朱成洲.钻床专用夹具的设计[J].装备制造技术，2011，（05）：56-58.

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