夾具的定位與夾緊原來有這麼多學問?

2021-12-09 世界先進位造技術論壇

夾具說到底就是：定位與夾緊，目的只有一個：不變形

這是業界人士們總結夾具設計時的概括，但事情遠不是如此簡單，我們在接觸各種方案的過程中都發現初步設計總會有一些定位、夾緊沒有很好解決，如此一來，再具創新性的方案都會失去實用意義，了解定位與夾緊基礎知識，才能從根本上保證夾具設計與加工方案的完整性。

一、從工件側面進行定位的基本原則

從工件側面進行定位時，和支撐器同樣，3點原則是最基本的原則。 這和支撐器的原則是一樣的，稱之為3點原則，是從「不在同一直線上的3個點確定一個平面」這個原則衍生而來的。4個點中，3個點能決定一個面，所以總共可以決定4個面，但是不管如何定位，要使第4點在同一平面內是相當困難的。

▲3點原則

例如使用4個固定高度的定位器時，只有某處的3個點能接觸到工件，餘下的第4點沒有接觸到工件的可能性還是很大的。

所以，配置定位器時，一般都以3個點為基準，並且儘可能增加此3點之間的距離。

另外，定位器配置時，需要事先確認施加加工負荷的方向。 加工負荷的方向也就是刀柄/刀具的行進方向，在進刀方向的末端配置定位器，可以直接影響到工件整體精度。

一般在工件毛坯面定位時，使用螺栓型可調節的定位器、在工件加工面定位時，使用固定型(工件接觸面經過研磨)定位器。

二、從工件孔定位的基本原則

利用工件前工序中加工完的孔進行定位時，需要使用有公差的銷子進行定位。 通過工件孔的精度與銷子外形的精度配合，根據配合公差進行組合，可以使定位精度達到實際需求。

此外，在使用銷子定位的時候，一般一個使用直柱銷另一個使用菱形銷，那麼這樣裝拆工件就會變得比較方便，很少會出現工件與銷子卡死的情況。

▲使用銷定位

當然，也可以通過調整配合公差，使兩個銷子都使用直柱銷也是可以的。為了更精準的定位，通常使用一個直柱銷和一個菱形銷是最有效的。

 使用一個直柱銷和一個菱形銷的情況時，通常菱形銷的配置方向（與工件接觸處）的連線與直柱銷和菱形銷的連線垂直成 90°，這樣的配置方式是為了角向定位（工件迴轉方向）。

一、夾緊器的分類

根據夾緊方向，一般分為以下幾類:

接下來，讓我們來看一下各種夾緊器的特點。

1、從上方壓緊的夾緊器

從工件上方進行壓緊的夾緊器夾緊時的變形量最少，且工件加工中最穩定，所以在一般情況時，最先考慮的就是從工件的上方進行夾緊。 從工件上方壓緊的夾具最常見的就是手動機械式的夾具。例如下圖被稱之為「松葉式」的夾緊器。 壓板、雙頭螺栓、千斤頂、螺母組合而成的夾緊器稱之為「松葉式」夾緊器。

另外，可以根據工件形狀，選擇不同形狀的壓板對應各種不同形狀的工件。

松葉式夾緊器夾緊時的扭矩和夾緊力的關係，可以通過螺栓的推進力進行計算。

從工件上方進行夾緊的夾緊器除了松葉式夾緊器以外，還有以下類似的夾緊器。

2、從側面進行夾緊的夾緊器

本來，從上方夾緊工件這種夾緊方式是精度最穩定的、工件的加工負荷也是最小的。但是工件上方需要加工，或者從工件上方夾緊並不是很合適等的各種情況，導致不能從工件上方進行夾緊時，可以選擇從工件側面進行夾緊。但是工件相對來說從側面進行夾緊時會產生一個上浮的力，如何消除這個力，是必須要在設計夾具時注意的。

從側面進行夾緊的夾緊器也有像上圖所示，在側面產生推力的同時，有一個斜向下的力，這種夾具就可 以有效避免工件上浮。

從側面進行夾緊的夾緊器還有以下類似的夾緊器。

3、從下拉緊工件的夾緊器

薄板型工件在加工上表面的時候，不僅不能從上方進行夾緊，從側面壓緊也不合理，只能從下方拉緊工件的方法才是合理的夾緊方式。從下方拉緊工件時，如果是鐵材質的工件，通常可以使用磁鐵類夾緊器。非鐵材質類的金屬工件時，一般可以使用真空吸盤的方式進行拉緊。

以上 2 種情況，夾緊力的大小和工件和磁鐵或真空吸盤的接觸面積的大小成正比。如果加工小工件時的 加工負荷太大，這樣加工效果會不怎麼理想。

另外，使用磁鐵或真空吸盤時，與磁鐵和真空吸盤的接觸面需要打到一定的光滑度才能夠安全、正常地使用。

4、利用孔夾緊的夾緊器

使用 5 軸加工機進行多面同時加工或者模具加工時，為了防止夾具和工具對加工造成影響，一般會選擇 使用孔夾緊的方式是比較合適的。 與從工件上方進行加緊和側面進行夾緊的方式相比，利用孔夾緊的方式對工件產生的負荷更小，可以有效方式工件變形。

▲利用孔直接進行加工

▲設置拉釘進行夾緊

二、預夾緊

以上主要都說的是工件夾緊方面的夾具，如何提高操作性、提高操作性使用預夾緊也是至關重要的。在底座上垂直設置工件的時候，工件由於重力原因會向下落。這時候就必須用手一邊按住工件一邊操作夾緊器。

▲預夾緊

工件如果是大重量或者多數個同時裝夾時，操作性會大幅度下降，裝夾時間也很長。這時候使用這種彈簧類預夾緊產品，就能使工件在保持不動的狀態下操作夾緊器，大幅度提升操作性、 減少工件裝夾時間。

三、選擇夾緊器時的注意事項

在同一個工裝內使用多種類的夾緊器時，夾緊&放鬆用的工具請務必統一。例如下左圖，利用多種工具扳手進行夾緊操作時，操作人員的整體負擔會變大，並且工件整體的裝夾時間也會變長。例如下右圖，把工具扳手統一、螺栓尺寸也統一，方便現場操作人員。

▲工件裝夾的操作性

另外，配置夾緊器的時候，需要儘可能的考慮到工件裝夾的操作性。如果裝夾的時候工件需要傾斜裝夾的話，這樣操作性就很不方便，在設計夾具工裝的時候需要避免產生這種情況。

內容來源：網絡

本期編輯：小艾 
商務合作：021-37709287
投稿郵箱：info@amtbbs.org
版權聲明：AMT尊重版權並感謝每一位作者的辛苦付出與創作；除無法溯源的文章，我們均在文末備註了來源；如文章視頻、圖片、文字涉及版權問題，請第一時間聯繫我們，我們將根據您提供的證明材料確認版權並按國家標準支付稿酬或立即刪除內容

相關焦點

  • 液壓夾具進化論:改自動化夾緊、改一次裝夾多件
    Part．1 自動化夾緊改進案例零件為主減速器殼，如圖所示，使用四軸加工中心，可一次加工完成所有有位置度要求的尺寸。現在的需求是要對夾具改造，實現自動化夾緊工件，減少裝夾時間。▲零件結構1、夾具結構分析現有夾具是用主減速器殼安裝止口與其中一個螺栓孔定位，利用四組鉤型壓板與螺母進行手動壓緊的裝夾方式，夾緊可靠，因此原來的壓緊方案即可。
  • 夾具設計定位與定位基準的選擇
    機械加工中，為了保證工件的位置精度和用調整法獲得尺寸精度時，工件相對於工具機與刀具必須佔有一正確位置，即工件必須定位。而工件裝夾定位的方式有：直接找正、劃線找正和用夾具裝夾三種方式，下面我們討論工件在夾具中的定位問題。
  • 解決鑽孔的快速定位問題,這兩個夾具方案是這麼做的
    一、快速定位鑽孔夾具針對問題鑽孔裝置需要藉助鑽孔夾具才能對工件進行鑽孔操作，但是現有的鑽孔夾具不能進行快速定位，工序繁雜而費時，嚴重降低了鑽孔效率。圖11．工作檯 2．移動夾板 3．V型槽 4．夾緊手柄 5．軸向夾板6．鎖緊螺釘 7．定位塊 8．調節螺母 9．U型滑槽技術方案一種快速定位的鑽孔夾具，包括工作檯以及上方的兩移動夾板
  • 夾具小知識,數控夾具的分類
    在金屬切削工具機上使用的夾具統稱為工具機夾具。在現代生產中，工具機夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動生產率和產品的製造成本等。　　工具機夾具的種類繁多，可以從不同的角度對工具機夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾種。
  • 工具機夾具的類型和加工特點
    對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調夾具和成組夾具兩種。前者的通用範圍比通用夾具更大;後者則是一種專用可調夾具，它按成組原理設計並能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產中使用有較好的經濟效果。　　④組合夾具採用標準的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。
  • 一文讓你更懂夾具!夾具分類及應用範圍詳細介紹!
    1、標準化夾具標準化夾具就是利用本廠已規格化了的部分或全部標準零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件，如夾具體以及定位元件、夾緊件和機械夾緊用的氣缸部件等，經過標準化、尺寸規格化後有利於工廠成批准備配件，成批加工，這樣可使夾具的設計，製造工作加快，節省費用。另外，當產品更改，夾具不再使用時可以拆開，把標準零件保存起來，備以後使用。
  • 機械手工裝夾具 定義為固定和定位工件的裝置
    夾具和固定裝置是機械手專用工具，可用於方便生產、加工、組裝和檢查操作等，當工件基於可互換性的概念時，根據該概念可在確定的公差範圍內生產每個產品。夾具的設計是由加工過程和零件尺寸公差驅動的，這是夾具設計以及零件定位，夾緊和切屑管理的關鍵。有些機械手夾具在設計過程中始終要考慮晶片管理。以優異的性能和可靠的長壽命為設計核心，以準確效率和低維護成本。
  • 數控加工中最偉大的「十大夾具」及各類夾具設計要點
    百年老夾具依然在機械車間忙碌。其經典程度不言而喻。車間裡卡盤比車床多。如果沒有卡盤車床就運作不起了。　　二、銑床夾具　　銑削加工屬斷續切削，易產生振動，銑床夾具的受力部件要有足夠的強度和剛度，夾緊機構所提供的夾緊力應足夠大，且要求有較好的自鎖性能。
  • 有一半工具機的夾具不合理,這樣的才最經典
    隨著科學技術的迅猛發展，市場需求的變化多端及商品競爭的日益激烈，使機械產品更新換代的周期愈來愈短，多品種、小批量生產的比例愈來愈高。為了適用這種形勢的需要，出現了各種新型數控工具機夾具。
  • 夾具設計知識大全,趕快圍觀!
    （3）工裝夾具製造的精度要求 第一類是直接與工件接觸，並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。第二類是各種導向件，此類元件雖不與定位工件直接接觸，但它可確定第一類元件的位置。第三類屬於夾具內部結構零件相互配合的夾具元件，如夾緊裝置各組成零件之間的配合尺寸公差。
  • 數控銑床對夾具的基本要求、常用夾具的種類
    （1）對夾具的基本要求實際上數控銑削加工時—般不要求很複雜的夾具，只要求有簡單的定位、夾緊機構就可以了。
  • 不只一種辦法,能讓夾具不碰傷工件
    具體工況：手動倒角機上需要給桿頭部倒角，原版設計的夾具如圖，現在產品的倒角的產品比較雜，從D5到D22都有，小批量多品種，每個品種配一種夾具太麻煩了。安裝夾具的外型尺寸如圖是分體的，下模固定到機座上，上模有一個氣缸連接，氣缸向下壓緊工件完成固定，想做一個或兩個自定心的夾具，但是沒有思路。
  • 汽車固定盤的四軸加工中心夾具設計
    這是夾具俠（jiajoin）發布的第 1389 篇技術文章 前 言 汽車零部件因其種類多、結構複雜、製造難度大、批量生產任務重等因素 二、四軸加工中心夾具結構及其工作過程 加工該零件的夾具為三點定位夾緊方式的四軸液壓夾具，四軸液壓夾具是應用液壓夾具原理實現零件的定位裝夾。圖2為四軸液壓夾具結構圖，它主要是由四軸分度轉盤、液壓站、夾具體組成。該四軸液壓夾具的工作過程主要是液壓站通過液壓油產生壓力推動夾具上的單作用液壓缸實現零件的定位裝夾。
  • 【夾具設計】工裝夾具設計要點,全是內部資料!
    制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現的可能性，而設計工裝夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。工裝夾具的設計質量的高低，應以能否穩定地保證工件的加工質量，生產效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和製造、維護容易等為其衡量指標。
  • 夾具形式選擇、設計、加工……整套設計流程的做法
    加工中心是汽車發動機行業使用量最大的加工設備之一，下面詳細介紹了工藝人員設計和製造某加工中心夾具的全過程，包括夾具形式選擇、夾具設計和夾具加工等。為了選擇適合的夾具，首先需對已知形式的夾具的優缺點進行對比分析。如下表所示各種夾具形式的優缺點，根據周期等條件，最終選擇液壓自動夾緊外接油路形式的夾具。
  • 工裝夾具設計要點
    工裝夾具設計一般是在零件的機械加工工藝過程制訂之後按照某一工序的具體要求進行的。制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現的可能性，而設計工裝夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。一、工裝夾具設計的基本原則1、滿足使用過程中工件定位的穩定性和可靠性；2、有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進行的加工過程；3、滿足裝夾過程中簡單與快速操作；
  • 【夾具設計】加工精度不穩定?那是你不懂特殊工裝夾具,趕緊收藏備用!
    工裝夾具設計一般是在零件的機械加工工藝過程制訂之後按照某一工序的具體要求進行的。制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現的可能性，而設計工裝夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。工裝夾具的設計質量的高低，應以能否穩定地保證工件的加工質量，生產效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和製造、維護容易等為其衡量指標。
  • 9種工裝夾具的設計要點
    制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現的可能性，而設計工裝夾具時,如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。工裝夾具的設計質量的高低,應以能否穩定地保證工件的加工質量，生產效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和製造、維護容易等為其衡量指標。
  • 設計焊接工裝夾具的流程與步驟,一文搞定!
    2 焊裝夾具的應用領域及主要作用焊裝夾具是汽車生產線上的重要工藝設備，事關整個汽車的產品質量，在焊接生產中，焊裝夾具即能完成本工序的零件組裝、定位焊接，同時還能夠檢驗和校正上一道工序的焊接質量；焊裝夾具依靠準確、可靠的定位和夾緊系統，有效地防止和減輕焊接變形，減小製品的尺寸偏差，以自動化設備代替手工勞動
  • 專用夾具+上下雙刀——剎車盤工藝設計
    圖6剎車盤裝夾方式此序中使用的剎車盤夾具如圖7所示，卡爪頭部做成楔形，卡入通風槽，靠夾爪上下兩平面同時接觸通風槽兩內側毛坯面，零件的軸向定位及定向定位和夾緊，都由夾具通風槽實現。為了不形成過定位，避免對零件造成損傷，支撐塊被設計成彈性結構。彈性支撐的彈力與毛坯重量大致相等，放入工件後，通風槽即可大概對準夾爪楔形，夾緊工件後即使髙度略有誤差，也不會損傷零件。