减小夹紧变形的有效措施

工件在夹具中夹紧时，夹紧力通过工件传至夹具的定位装置，会造成工件及其定位基面和夹具变形，造成加工误差增大。如图4.12所示为工件夹紧时弹性变形产生的圆度误差Δ和工件定位基面与夹具支承面之间接触变形产生的加工尺寸误差Δy。

图4.12　工件夹紧变形

由于弹性变形计算复杂，故在夹具设计中不宜作定量计算，主要是采取各种措施来减少夹紧变形对加工精度的影响。

（1）分散着力点和增加压紧件接触面积

如图4.13所示的三点夹紧薄壁工件造成的径向变形ΔR大约是六点夹紧的10倍。因此，对于薄壁类和刚性较差的工件分散着力点和增加压紧件接触面积可有效地降低夹紧变形。如图4.14（a）所示，用一块浮动压板将夹紧力的着力点分散，从而改变着力点的位置，减少着力点的压力，减少变形。如图4.14（b）所示为三爪卡盘夹紧薄壁工件的情况，使用宽卡爪增大了和工件的接触面积，变集中力为分散力，减少变形。

图4.13　夹紧力作用点数目与工件变形的关系

图4.14　分散夹紧力着力点

（2）增加辅助支承和辅助夹紧点

对于刚度差的工件，应采用浮动夹紧装置或增设辅助支承。如图4.15所示为浮动夹紧实例。因工件形状特殊，刚度低，右端薄壁部分若不夹紧，势必产生振动。由于右端薄壁受尺寸公差的影响，其位置不固定。因此，必须采用浮动夹紧才不会引起工件变形，确保工件有较高的装夹刚度。如图4.16所示为通过增设辅助支承达到强化工件刚度减少变形的目的。

图4.15　浮动式螺旋压板机构

1—滑柱；2—杠；3—套筒；4—螺母；
5—压板；6—工件；7，8—浮动卡爪；9—拉杆(www.xing528.com)

图4.16　增加辅助支持减小变形

1—固定支承；2—工件；3—辅助支承

如图4.16所示，在夹紧时通过增设辅助支承来增强刚性、减小变形，可使工件获得满意的夹紧状态。

（3）其他措施

改善夹具与工件接触面的形状，提高接合面的质量，如提高接合面硬度、降低表面粗糙度值，必要时经过预压等措施可以减小工件的夹紧变形。对极薄的特殊工件，精加工仍达不到所要求的精度，还需要进行机械加工。对于这种情况，上述的各种措施均不能满足需要。我国学者于20世纪60年代曾提出过冻结式夹具的设想，类似的夹具现在美国已有所应用。这类夹具是将极薄的特性工件定位于一个随行的型腔里，然后浇灌低熔点金属，固结后一起加工，加工完成后加热熔解低熔点金属取出工件。低熔点金属的浇灌及熔解分离都是在流水生产线上进行的。