夹具设计的基本要求

夹具体设计时，应满足以下基本要求：夹具体的结构形式一般由机床的有关参数和加工方式而定。主要分两大类：车床夹具的旋转型夹具体，铣床、钻床、镗床夹具的固定型夹具体。旋转型夹具体与车床主轴联接，固定型夹具体则与机床工作台联接。夹具体设计时，应满足以下基本要求：

（1）有适当的精度和尺寸稳定性

夹具体应具有良好的加工精度和尺寸稳定性。对于夹具体上用来安装定位元件、对刀（或引刀）元件或装置的工作表面，以及夹具体上用以与机床定位联接的表面和找正基面等重要表面，应根据夹具总图的设计要求，提出相应的尺寸、形状和位置精度以及粗糙度的具体要求。一般的推荐值为：表面粗糙度为1.6～0.8μm，平面度或直线度不大于0.01mm，平行度或垂直度不大于0.01mm。

为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。

（2）有足够的强度和刚度

夹具体的强度和刚度主要是靠所用材料的机械性能、合理的几何形状、适当的壁厚和加强筋的合理布置这几个方面综合起来保证的。以铸造夹具体为例，其壁厚一般为12～25mm，并应尽量做到各处的壁厚均匀，并在刚度不足之处或对精度要求高的夹具体应设置加强筋，加强筋的厚度一般为壁厚的0.6～0.8倍，筋板的高度不大于其壁厚的5倍。夹具体的长、宽、高尺寸应大致成比例，其高度尺寸一般为长、宽尺寸之和的0.06～0.1倍。另外，在不影响工件装卸和加工可能性的情况下，采用框形结构或四周封闭形式的夹具体具有较高的强度和刚度。如图5.9（a）所示为镗模夹具体最初的结构，夹具体易产生变形。如图5.9（b）所示则是改进的结构；近年来采用的箱形结构（见图5.9（c））与同样尺寸的夹具体相比，刚度可提高几倍。对于批量制造的大型夹具体，则应做危险断面强度校核和动刚度测试。

图5.9　夹具体结构比较

（3）要有适当的容屑空间和良好的排屑性能

对于切削时产生切屑不多的夹具，可加大定位元件工作表面与夹具之间的距离或增设容屑沟槽（见图5.10），以增加容屑空间。对于加工时产生大量切屑的夹具，可设置排屑缺口或斜面。如图5.11（a）所示为钻床夹具常采用的一种结构，在被加工孔的下部设置的斜面，以使切屑自动落下，避免切屑在夹具上积聚。车床夹具如图5.11（b）所示，常使用的排屑孔，切屑在离心力作用下从孔中甩出。

图5.10　容屑空间

图5.11　各种排屑方法

（4）在机床上安装稳定可靠(www.xing528.com)

夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。夹具体安装基面的形式如图5.12所示。图5.12（a）为周边接触，图5.12（b）为两端接触，图5.12（c）为4个支脚接触。接触边或支脚的宽度应大于机床工作台梯形槽的宽度，应一次加工出来，并保证一定的平面精度；当夹具在机床主轴上安装时，夹具安装基面与主轴相应表面应有较高的配合精度，并保证夹具体安装稳定可靠。

图5.12　夹具体安装基面的形式

（5）应吊装方便，使用安全

夹具体的设计应使夹具吊装方便、使用安全。在加工中要翻转或移动的夹具，通常要在夹具体上设置手柄或手扶部位以便于操作。对于大型夹具为便于吊运，在夹具体上应设有起吊孔、起吊环或起重螺栓。对于旋转类的夹具体，要尽量避免凸出部分，或装上安全罩，并考虑平衡。

（6）要有较好的外观

夹具体外观造型要新颖，钢质夹具体需发蓝处理或退磁，铸件未加工部位必须清理，并涂油漆。

（7）夹具编号管理

在夹具体适当部位用钢印打出夹具编号，以便于工件的管理。