小型工裝夾具能夠為很多機械設(shè)備的安裝和使用,提供良好的輔助性效果,增強這些機械設(shè)備的實際使用效果,同時還能夠有效促進社會生產(chǎn)工作的順利進行,并且取得良好效果。小型工裝夾具在設(shè)計和加工的過程中,需要考慮到的事項較多,需要對其進行全面有效的控制。針對小型工裝夾具的設(shè)計和加工情況進行有效分析和說明,針對其中的一些重要事項和管件經(jīng)驗進行介紹,能夠為小型工裝夾具的加工工作提供良好的指導性意義。

本文主要是從小型工裝夾具設(shè)計加工過程具體要求和工作情況,一位從事小型工裝設(shè)計多年的老工程師結(jié)合自己參與企業(yè)技術(shù)改造的經(jīng)驗，闡述小型工裝夾具設(shè)計加工的實際經(jīng)驗，以供借鑒。

PART 01 工裝零件的加工

設(shè)計工裝夾具時要分析工裝零件的加工要求，以某一鉆模本體為例：該鉆模本體內(nèi)腔要求淬硬55HRC以上，并且其特殊部分要做鉆套孔。為了避免影響鉆具的質(zhì)量，我們要對鉆具的整體進行淬火工藝后再進行線切成型，這樣做的主要目的就是防止出現(xiàn)熱加工后的精加工，縮短了現(xiàn)場加工的工序，而且通過線切割割出鉆套孔，也可以實現(xiàn)工件由分體式向整體式的轉(zhuǎn)變，從而提高了工件的成形率；同時基于現(xiàn)場設(shè)計加工的相關(guān)條件不具備，再加上某些機械設(shè)備對相關(guān)工裝夾具的要求本身不高，為了在進行熱處理工藝時，可以采取低碳鋼滲碳淬火工藝方法，而且工裝的材料可以用熔點相對比較低的韌鋼材質(zhì)所代替。

基于在現(xiàn)場安裝過程中遇到的一些復(fù)雜零件的施工要求，比如一些特殊的小型工裝夾具要求，這種要求具有一定的特殊性，因此需要夾具須具有單一性。在現(xiàn)場設(shè)計加工中還會出現(xiàn)具有單件生產(chǎn)的特性，為此設(shè)計人員在選擇加工工藝時要避免鑄件工藝，因為鑄件工藝適用于批量生產(chǎn)，因此可以選擇拼裝件，對于大型的工裝夾具可以采取焊接件的方式操作。

圖1 鉆模圖

PART 02 夾緊、支撐元件的統(tǒng)一性

在實際的設(shè)計加工中，設(shè)計人員需要根據(jù)實際工作需要對工裝夾具進行設(shè)計，為此不可避免地需要設(shè)計一些較為復(fù)雜的工裝夾具，復(fù)雜的工裝中需要設(shè)定一些復(fù)制支撐的元件，比如我們常見的靠螺旋壓緊的螺母、螺旋調(diào)節(jié)的螺栓等部件，如果按照常規(guī)的設(shè)計方法，需要操作者利用多種工具才能實現(xiàn)不同型號螺母的安裝，這樣不僅費時，而且非常費力，因為機械螺母安裝的空間有限，需要操作人員在有限的空間內(nèi)來回地更換相應(yīng)的工具，大大影響工作效率，為此設(shè)計人員可以將不同型號的螺母，統(tǒng)一設(shè)計成相同寬度的螺栓，這樣施工操作人員就可以直接利用統(tǒng)一的工具實現(xiàn)對螺母的安裝。

PART 03 采用活動模塊解決零件多基準問題

在確定夾具的基準問題時，由于屬于現(xiàn)場加工因此不可能嚴格按照機床加工標準執(zhí)行，為此可以采取活動模板來解決零件多基準的問題。在夾具成形之后，要從不同的基準點標出折邊零件的尺寸，然后再將工件按照相應(yīng)的尺寸固定，進而再利用活動模板對工件的一側(cè)進行定位，然后再固定活動模板與工件后從外部切割加工，這樣的加工設(shè)計會保證內(nèi)檔的尺寸，雖然切割出來的工具在外部尺寸上存在誤差，但是這種誤差屬于板材厚度范圍內(nèi)的誤差，不影響工件的使用，并且此種工序方法只是依靠簡單的鉆具就可以實現(xiàn)。

PART 04 采取定位壓緊裝置

在實際設(shè)計過程中我們會碰到各種類型的零件（如圖2）所示，雖然大孔已經(jīng)加工完成，但是為了保證零件的尺寸需要對這兩個小孔進行加工，以此保證A尺寸，但是在加工過程中容易出現(xiàn)誤差問題導致零件不能使用，為有效解決此問題，可以采取大孔定位措施 （如圖3），用導向活動支塊對D面進行定位，這樣的方式就是起到定位該零件某一角度避免零件出現(xiàn)轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。

圖2 鉆模零件

圖3 定位簡圖

PART 05 夾具的實用性設(shè)計

工裝夾具的現(xiàn)場設(shè)計加工最大的特點就是要保證夾具的實用性，必須要符合機械設(shè)備安裝的使用要求。以在工作中最常用的螺母與扳手的設(shè)計為例，在實際工作中相對比較常見的是一面兩銷定位的蓋板式鉆模結(jié)構(gòu)，但是在面對大型工件孔時，模板上的兩定位銷置于工件孔內(nèi)定位后，由于各種誤差的因素，鉆模板在工件內(nèi)不好拆卸，這時通過均勻旋轉(zhuǎn)事先置于頂絲螺母內(nèi)的兩側(cè)扳手即可輕易地將鉆模板頂起，起到事半功倍的作用。

圖4 蓋板式鉆模圖

PART 06 工裝圖紙上形位公差的標注

在現(xiàn)場進行的設(shè)計加工工裝夾具屬于單件生產(chǎn)，因此在具體的圖紙上標注的形位公差要和批量生產(chǎn)相區(qū)別，這樣的目的就是為了避免在對單件生產(chǎn)的工裝夾具進行檢測時，其采取的標準過于嚴格，而影響單件夾具的使用，同時也避免了對單個生產(chǎn)的工裝夾具使用專業(yè)檢測工具所帶來的各種經(jīng)濟費用的浪費現(xiàn)象，因此為了有效避免因為標準形位公差而帶來的一些不必要問題，下列數(shù)據(jù)不要標注在圖紙上：一是圓度、線輪廓度以及面輪廓度等數(shù)據(jù)，因為檢測這些數(shù)據(jù)需要利用專業(yè)的檢測工具；二是位置度，當用在控制孔組的相互位置誤差時，要用到綜合量規(guī)，而這種工具在機械安裝現(xiàn)場很難找到；三是最大實體原則和延伸公差帶。

圖5 形位公差標注樣式