夹具设计中的几个问题

1.车间（或工厂）的生产条件

胎夹具的结构设计及元件的作用方式应根据车间的下列条件迸行选择或设计：车间现有起重运输设备的能力，负荷情况。利用车间气压或液压等动力的可能性，车间劳动组织，适应性。利用胎夹具生产与其他工种工序的协调性等。

2.胎夹具结构设计的工艺性和经济性

很多胎夹具及辅助装置是非标准设备，其结构工艺性要好，即合乎一定生产条件下的制造要求，制造成本最低，花费劳动量最少，容易制造等。因而设计时应考虑：

1）结构应尽量简单轻便，零、元件易于制造和安装，在操作中须拆换的零件应尽量减少（如插销等）。

2）根据总的精度要求，制订出合理的制造公差，降低制造困难程度。

3）尽量利用标准件，减少构造复杂及加工困难的零、元件。

4）考虑利用现有夹具、胎具及元件的可能性以及变换产品时改装使用的可能性。

5）制订合理的技术条件，考虑其零、元件的几何互换性（如配合精度、传动精度、长度、斜度的公差等）和物理互换性（如刚度、硬度、作用力、弹性及导电性等）。

6）便于拆卸、维修、调节和更换。

在作了上述考虑之后，一般常用计算回收期的方法确定胎夹具的经济性。

回收期=Q/S

式中 Q——胎夹具的全部投资（元）；

S——每年节约金额。

结构简单的小型胎夹具一般回收期为一年；结构复杂的重大型胎夹具，其使用年限超过五年者，回收期一般为1.5～2年。

对于更新或改良的胎夹具，须根据新旧两种胎夹具的原投资额和在两种胎夹具中制造产品的单件工资等参数迸行计算比较。从单件产品的工资降低数E和其附加费用K的比值判断采用新胎夹具的经济性。若R=E/K＞1时采用新胎夹具是合理的（这种计算方法只适用于旧胎夹具的投资已全部收回）。

3.胎夹具的精度及刚度

（1）胎夹具的精度 胎夹具的精度决定能否制造出合格的产品，因而夹具的支承、定位和夹紧装置都应根据工件的精度来确定其制造和安装精度。一般情况下胎夹具的直线公差应为工件各部分尺寸公差的0.6～0.75；定位零件直径公差按工件上孔的公差选择，中心距公差可按直线公差选择，具体数据见表10-2。

表10-2 夹具公差与工件公差对照表

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夹具的夹紧装置通常按3～4级精度制造，定位销的配合用3～4级松动配合，所有可能的误差之间关系为：

Δ_E≥δ_d+δ_b+δ_n+δ_u

式中 Δ_E——可装配条件的总误差；

δ_d——装配件配合面的尺寸公差和相对转角公差；

δ_b——定位误差；

δ_n——定位和装配装置制造误差；

δ_u——磨损公差。

（2）胎夹具的刚度胎夹具的刚度大小将影响制品的精度。胎夹具除在夹压力及工件自重作用下无变形外，在焊接后应无弯曲。胎夹具在支承上的底座，允许最大挠度为：

式中 L——支承间距。

对于刚架及桁架式的底座，其受压杆件的允许柔度为：

式中 l——自由长度；

r——截面最小惯性半径。

对于其他受力元件的刚度，根据受力大小按经验取偏于安全可靠的数值。

4.胎夹具的材料

胎夹具零、元件材料的选择，应视其工作条件而定。对于一般的机架、底座或承重结构，可用低碳钢Q235；对于重要元件及结构或要求强度大、重量小的用Q275；对于易磨损的零、元件须用40钢、45钢淬火或用20钢渗碳淬火。

对于其他受力元件的刚度，根据受力大小按经验取偏于安全可靠的数值。一般的杠杆、螺杆及定位挡板等可用Q275或用45钢、50钢；偏心轮则用工具钢并淬硬至55～60HRC。