浅谈钻床夹具的应用

在机械加工过程中，为了使加工的工件符合同样要求，就必须使工件相对于机床和刀具的位置正确并保持其位置不变。凡是用来装夹工件或引导刀具的装置统称为夹具。而用来装夹工件或钻头刀具进行钻床加工的装置称为钻床夹具，主要任务是要解决工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。

一、精度设计技术分析

通常夹具的精度都应比工件的精度要求高，只有这样才能加工出合格的工件，精度高出的部分称为夹具精度储备或精度裕备，当精度储备越高，加工工件质量就会越稳定，夹具的易磨损元件的使用寿命也越长，但从另一方面来看，精度储备越高，必须要求夹具的制造精度越高，技术要求较高，加工时间较长，夹具的制造成本也就升高，工件的加工成本也会随之增加，反之夹具制造精度降低将会使夹具易磨损（主要是定位元件和导向元件）从而会降低产品质量，并需频繁更换，维修周期短，增加了维修的费用，工件的加工成本有随之增加，所以夹具精度的设计准则是：：对加工精度要求比较高的工件夹具的精度只能高于工件要求的加工精度即减少夹具的经济储备；对加工精度要求不高的工件，夹具的精度设计要求应该以夹具制造车间的平均经济精度为下限，但不能太低，这虽然会易磨损元件，使用周期降低，更换频繁，但仍能提高夹具的制造精度经济合理性。

二、钻床夹具的组成

夹具根据作用相同的元件归纳在一起，一般由下列几部分组成：

1、定位装置：来确定工件在夹具中正确加工位置的装置称为定位装置。它是与工件定位基准直接相配合和接触的夹具元件。它是解决工件相对于夹具的定位问题，由各种标准或非标准的定位元件组成，它是夹具工作的核心部分。

2、夹紧装置：工作定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置称为夹紧装置。它是由各种夹紧元件组成，用以解决工件在夹具的夹紧问题。

3、夹具体： 夹具体是整个夹具的基础，依靠夹具体与机床的连接，夹具上的其他各类结构装置都靠夹具体连接而成为一个整体。这是夹具的三大组成部分，也是一般夹具应具备的重要组成部分，此外根据不同的使用要求，夹具还可以设置对刀引导装置，回转分度装置及其它清屑、输送等各种辅助装置。

当切削力较小、工件自重较大或者可以依靠切削力来增加摩擦力而固定工件时，也可以不设置夹紧装置。

4、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。

5、其他装置或元件：根据需要，夹具还可以设置一些其他装置。

三、钻夹具的作用

钻床夹具之所以能够在生产中得到广泛应用，原因与它在生产中所起的重要作用分不开，钻床夹具在生产中有许多作用，其主要作用可以归纳如下：

1、保证工件加工精度，稳定产品质量。采用钻床夹具后，工件各表面的相互位置精度由夹具来保证，比划线找正达到的精度高的多，并稳定，可靠，还可降低对操作者的技术要求。

2、扩大了钻床的使用范围，充分发挥了钻床的工艺范围。

3、缩短装夹时间，提高劳动生产效率。采用钻床夹具装夹工件，大大缩短与装夹有关的辅助时间，在某种情况下由于使用夹具装夹工件，工件比较牢固、可靠，增加工件的刚性，能加大切削用量，提高加工工件数目，减少加工时间，提高了劳动生产率，降低了生产成本。可减少了划线、找正等工序，进一步提高了劳动效率，缩短了加工零件的时间。

4、减轻工人的劳动强度。使用夹具装夹工件比不用夹具要方便、省力、安全，可在较短的时间内完成工件的定位、夹紧，减少了工人的劳动强度从而提高了生产效率，也提高了工人的安全系数。

四、工件在夹具中的定位

工件在机床上进行机械加工中，应保证工件相对与刀具及切削运动处于一个正确的空间位置。对于批量生产，还应保证整批工件在同一加工工位上所占据空间位置的不变，产品的批量较小或是单件生产，这个同一正确位置则可通过找正调整法，逐一保证；而批量较大时，往往为快速完成工件的装夹，提高生产效率，就会使用专门的夹具。

在机床上加工工件，要使工件在加工后各个表面的尺寸及位置精度符号图样或工艺文件所规定的要求，必须在进行切削前就使工件在机床上或夹具中占有一个确定的位置，使其相对刀具或机床的切削运动具有正确的位置。

工件上用于定位的表面，即确定工件位置的依据，称为定位基准。以轴线（中心要素）为定位基准时，一般以轴的中心孔为基准定位，也可以用内、外圆柱（或圆锥）面作为间接定位基准；以平面定位时，与定位元件相接触的平面就是定位基准。

五、夹具体与机床的联接

为了保证某工序的加工精度要求，工件加工时，应确保在夹具上安装好的工件相对机床上的刀具及机床的切削成形运动保持正确的相对位置，这是要通过两个环节的保证：一是工件定位；二是夹具对定。

夹具相对于机床的对定问题，主要是通过夹具体上的对定结构来保证夹具与机床之间的正确位置关系，对定精度取决于对定工件的配置；调整精度取决于夹具与机床的连接安装质量；对于不需要卸离机床的夹具，也可以通过夹具与机床间的精度调装，找正，解决夹具相对机床的对定问题。

夹具在机床上的连接安装形式：一种是夹具有比较稳定的安装平面，安装在机床的工作台平面上；另一种是对于没有平面工作台的机床。钻床夹具一般安装在钻床的平面工作台上，夹具通常是以夹具体的底平面为定位面在机床上定位。为了保证底平面与工作台面有良好的接触，对于较大的底平面采用周边接触。夹具定位面在一次加工中完成，并应有一定的加工精度要求。一般用T形槽螺栓放置在机床工作台的T形槽内，T形槽螺栓支承板压住夹具。设计夹具时，定位元件对夹具定位面的位置要求，应标注在夹具装配图上，作为夹具验收标准，一般情况下，夹具的定位误差取工序尺寸的1/6―1/3。

六、结论

钻床夹具能够使高的加工精度得到了保证，提高了产品质量，保证了加工安全，减轻了工人的劳动强度，提高了生产率，能够以快而精，低耗材，高利润地完成钻床加工，所以对钻床夹具的设计也和技术工作一样，不仅要对技术方面的要求较高，还对经济方面的要求较高，每当设计一套钻床夹具之前除了要进行分析和解决工件的定位、夹紧以及夹具结构的简单设计和必要的精度次尺寸外，还要对经济技术进行分析，使所设计的夹具发挥其最大的设计意义。