小件夹具设计系列之弹片夹持夹具设计

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前言

本周夹具侠直播为大家请到的是大家的老朋友，同时也是夹具侠小件群群主@风华老师为大家带来弹片夹持夹具设计知识分享。

一、弹片夹持夹具的原理以及应用范围

1.弹片夹持夹具的原理为通过螺丝锁紧使夹持弹片变形夹紧零件。

2.适用类型：小零件，型材。

二、弹片夹持夹具的基础结构以及各结构的作用

图1 弹片夹持夹具的基础结构

三、弹片夹持夹具的优缺点

1. 优点：夹具结构简单，夹持力度大，体积小，可以轻松实现对工位装夹。

2. 缺点：不适宜刚性差的零件，大尺寸零件，薄板类零件，夹持与高度比例过大的零件。

图2 不适宜的零件类型

四、弹片夹持夹具设计要点

1. 材料选用弹簧钢65Mn、70Mn、80Mn，热处理硬度在HRC50-55。

2. 热处理:淬火830℃±20℃,油冷; 回火540℃±50℃以达到消除应力防止断裂产生。

3. 弹片的间隙开粗时选用0.45-0.55，精加工选用0.25-0.35，建议槽宽用大于整数规格0.05左右。

图3 间隙

4. 夹具定位的加工首先需要在缝隙内塞入矽钢片（小于槽宽），这样不会导致弹片往外侧变形。然后再用螺丝夹紧弹片进行精加工，精加工时注意配合零件加工。夹持位置不能有锥度，锥度会导致夹持零件时零件往上走位，从而导致厚度不稳定。配合零件的间隙需要零件能轻松放入不能左右晃动为准。

图4 夹具定位的加工

定位如果能够使用慢走丝加工尽量选用慢走丝加工，不能割的可以用CNC精加工。

5. 夹具取料位置的设计

设计取料位置有利于零件加工完成后零件好取下的夹具。如零件厚度很小可以增加顶针将零件从背面顶出加工好的零件或者废料。

图5 取料位

6. 对于刚性差的零件需要采取避开薄弱位置夹持。可以通过扭力起子进行夹紧力度的控制。为了防止飞料可以将夹持位做斜度或者开齿处理（毛坯面）。

图6 避空位

图7

7.排水排屑

如果空间允许可以增加排水和排屑通孔，在加工过程中将切屑排出有利于加工。

8.防呆

弹片夹具通常夹具上很多时候不好直接加工出来，这时候可以采用镶嵌的方式进行设计。防呆设计需要考虑加工刀路是否干涉。

9.维修维护设计

从保护夹具的角度考虑需要增加夹具铣坏时返工的设计。通常需要在固定位置和可以降面位置进行现对位置的距离设计几倍返工高度。例如：侧面固定螺纹位置为不可返工结构，设计时螺纹位置需要考虑到返工带来的影响。通常夹具最少要可以修复4次。

10. 避空夹位防止夹伤

在弹片端尖角和圆弧等被切割开容易导致夹持时压伤零件靠近弹片端。特别注意转角处的处理。

11.夹具的加工工艺

为了保证加工和夹持精度，弹片的加工工艺上的顺序为：开粗→热处理→磨床→慢走丝割定位→快走丝割弹片槽→夹持垫片精加工。这样可以防止精加工后割开因应力导致弹片变形而影响夹持精度。加工时需要注意夹持面不能有锥度，否则夹持时零件会翘起从而导致零件厚度尺寸无法保证。

12.加工程序与夹具匹配

夹具设计需要匹配加工程序，尽量采用同一方向排布以减少程序编程和调机的难度。

13. 避空毛刺和工艺接刀位置

如上工序在接触面上可能产生毛刺或者平面由2把以上刀具加工存在影响定位的情况，则需要考虑做避空处理。

14.支撑面积

对于冲压坯料Z方向的支撑面积需要考虑，特别是对于有钻头加工时，如果底面没有支撑在钻头磨损的情况下容易导致钻孔时零件夹持不住而产生倾斜。

15.夹持位置的避空

对于中孔零件夹持位置尽量设计在强度高的位置，容易变形的位置可以将其避开处理防止零件受力产生变形。

五、应用案例

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