组合夹具：元件及应用范围

组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备，从20 世纪40 年代开始，在世界上一些工业国家中采用并迅速得到了发展。我国从20 世纪50 年代开始使用，目前已形成了一套完整的组合夹具体系，它对保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期等都起着重要的作用。

一、组合夹具的工作原理及特点

组合夹具是由一套预先制好的各种不同形状、不同规格、不同尺寸，具有完全互换性、高耐磨性、高精度的标准元件及组合件，按照不同工件的工艺要求，组装成加工所需要的夹具。使用完毕后，可方便地拆散，清洗后将其存放，待再次组装时重复使用。如图7-2 为盘类零件钻径向分度孔组合夹具的立体图及其分解图，其定位、夹紧装置和夹具体是由标准元件组合而成。

组合夹具将专用夹具以设计→制造→使用→报废的单向过程改变为组装→使用→拆散→再组装→使用→再拆散的循环过程。经生产实践表明，与一次性使用的专用夹具相比，由于它是以组装代替设计和制造，故具有下列特点。

（1）灵活多变，为零件的加工迅速提供夹具，使生产准备周期大为缩短。通常一套中等复杂程度的专用夹具，从设计到制造需几个月，而组装一套同等复杂程度的组合夹具只需几个小时。

图7-2　盘类零件钻径向分度孔组合夹具

1—基础件；2—支承板；3—定位件；4—导向件；5—夹紧件；6—紧固件；7—其他件；8—合件

（2）节约大量设计、制造工时及金属材料消耗。这是由于组合夹具把专用夹具从单向过程改变为循环过程所致。

（3）减少夹具库存面积，改善管理工作。

（4）组合夹具的不足之处为，与专用夹具相比，一般显得体积较大、重量较重、刚性也稍差些。此外，为了适应组装各种不同性质和结构类型的夹具，须有大量元件的储备。

由以上特点可知，组合夹具适合于品种多、数量少、加工对象经常变换的情况，因此在模具制造中得到广泛应用，能为车、铣、刨、磨、钻、镗、插、电火花、装配、检验等工序提供各种类型的夹具。

组合夹具的元件精度高、耐磨，并且实现了完全互换，元件精度一般为IT7～IT6。用组合夹具加工的工件，一般能稳定在IT8～IT7 级精度，经过精确调整可达IT7 级精度。

二、组合夹具系统、系列及元件

1.组合夹具系统

组合夹具按组装对元件间连接基面的形状，可分为槽系和孔系两大系统。

槽系组合夹具以槽和键相配合的方式来实现元件间的定位。因元件的位置可沿槽的纵向任意调节，故组装十分灵活，适用范围广，是最早发展起来的组合夹具系统。

孔系组合夹具主要元件表面为圆柱孔和螺纹孔组成的坐标孔系，通过定位销和螺栓来实现元件之间的组装和紧固。孔系组合夹具具有元件刚性好、定位精度和可靠性高、工艺性好等特点，其特点适用于数控机床。因而自20 世纪60 年代以来，随NC、MC 的发展，孔系组合夹具得到较快发展。

2.组合夹具系列

为了适应不同产品加工零件尺寸大小的需要，组合夹具按其尺寸大小又分为大、中、小型3 个系列。槽系各系列主要参数及适用范围如表7-1所示。

表7-1　槽系组合夹具系列及适用范围　mm

3.组合夹具元件组成

组合夹具的元件，按使用性能分为8 大类。

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图7-3　基础件

（1）基础件。它是组合夹具中最大的元件，包括各种规格尺寸的方形、矩形、圆形基础板和基础角铁等。基础件通常作为组合夹具的基体，通过它将其他各种元件或合件组装成一套完整的夹具，如图7-3所示为其中的几种结构。如图7-2所示的基础件1 为矩形基础板做的夹具体。

（2）支承件。支承件是组合夹具的骨架元件。支承件通常在组合夹具中起承上启下的作用，即把上面的其他元件通过支承件与其下面的基础件连成一体，一般各种夹具结构中都少不了它。支承件有时可作定位元件使用，当组装小夹具时，也可作为基础件。图7-4 为其中的几种结构。图7-2 中的支承板2 连接钻模板与基础板，保证钻模板的位置和高度。

图7-4　支承件

（3）定位元件。定位件主要用于工件的正确定位，也用于保证夹具中各元件的使用精度及其强度和刚度。图7-5 为其中的几种结构。图7-2 中的定位件3 为定位盘，用作工件的定位；钻模板与支承板2 之间的平键、合件8 与基础板1 之间的T 形键，均用作元件之间的定位。

图7-5　定位件

（4）导向件。导向件主要用来确定刀具与工件的相对位置，加工时起引导刀具的作用。有的导向件可作定位用，也可作为组合夹具系统中移动件的导向。图7-6 为其中的几种结构。图7-2 中的导向件4 为快换钻套。

图7-6　导向件

（5）夹紧件。夹紧件主要用来将工件夹紧在夹具上，保证工件定位后的正确位置，也可作垫板和挡块用。图7-7 为其中的几种结构。图7-2 中的夹紧件5 为U 形压板。

（6）紧固件。紧固件主要用来连接组合夹具中各种元件及紧固工件。由于紧固件在一定程度上影响整个夹具的刚性，因此均采用细牙螺纹，这样可使元件的连接强度好，紧固可靠。同时所选用材料、精度、表面粗糙度及热处理均高于一般标准紧固件。图7-8 为其中的几种结构。图7-2 中的紧固件6 为关节螺栓，用来紧固工件，且各元件之间均用紧固件紧固。

图7-7　夹紧件

图7-8　紧固件

（7）其他件。除了上述6 类元件以外的各种用途的单一元件称为其他件。其他件中有的有明显的作用，有的常无固定的用途，但如用得合适，则能在组装中起到极为有利的辅助作用。图7-9 为其他元件。

（8）合件。合件是由若干零件装配而成，并在组装过程中不拆散使用的独立部件。按其用途可分为定位合件、导向合件、分度合件以及必需的专用工具等。图7-10 为分度合件。

图7-9　其他元件

图7-10　分度合件

一个工厂所拥有的元件总数及各类元件的比例，主要根据各单位的生产规模、产品品种的多少、批量的大小等因素决定。对于新建立的组装站，建议开始按小于10 000 件配套，并且要在组装实践中积累经验，由少到多，有针对性地逐步增加。