夹具划痕预防，完全指南！设计师需要了解的一切

我们有了'夹具防刮'。这是一本完整的设计流程指南，记录了设计师需要了解的所有知识。

参与机械设计、夹紧工件　在从切割到精密装配的每一道工序中，切割都是不可避免的一部分。　然而，这一看似简单的操作却存在一个重大隐患，可能会从根本上破坏产品质量。　这就是夹紧过程中出现的 "划痕"。　您是否有过这样的经历：辛辛苦苦设计和加工好的工件，却在最后一刻被划伤，让您挠头不已？　这个问题不仅仅是外观缺陷，还会直接导致尺寸精度下降，影响后续工序，最终降低产品可靠性，增加成本。

在本文中、全面介绍夹钳伤口解决方案。　我们将　　从物理机理上深入探讨夹具划伤的原因，并将其应用于具体的夹具划伤措施，甚至是防止虎钳划伤。夹具设计　在以下领域系统地进行高级思考。

夹具划伤工件的原因是什么？

工件上的夹紧划痕很少是由单一因素造成的。　在许多情况下，它们是由多个因素的复杂组合造成的。　以下是在考虑预防夹具划痕时首先要了解的一些事项四个主要原因　解释。

夹紧力过大造成压痕。

夹紧力过大，超过固定工件所需的夹紧力，是产生缺陷的最基本原因。如果施加的力超过了工件材料的屈服强度，就会在工件表面产生永久性的不可逆压痕或 "压痕"。

这种效应在铝和铜等软质材料或薄壁工件中尤为明显。　过大的力是造成压痕的直接原因，不仅在加工过程中要承受较大的切削力，在装配过程中临时固定部件时也是如此。

不过，作为预防措施，仅仅减少夹紧力是不够的。　如果夹紧力太弱，工件在加工过程中可能会反过来被切削阻力击溃，从而导致其他问题，如工件位移或下文所述的 "颤振"。　因此，防止压痕的第一步是正确评估工件在加工过程中受到的力（切削力、装配过程中的插入力或简单的自重），并确定最佳夹紧力。

夹具和工件硬度不同造成划痕

材料科学中有一条绝对原则，即 "硬材料会伤害软材料"。　有。　　如果加工夹具和装配夹具的卡爪（钳口）和接触器的硬度高于工件成品表面的硬度，就很容易因接触压力而产生 "划痕"。

因此，夹具接触面材料的选择极为重要。　一般来说选择比工件成品表面更软的材料是防止划伤的基础。　例如，在夹持钢制工件时，夹具的接触面可以使用铝或树脂等较软的材料，这样即使施加过大的力，变形和磨损的也是夹具面而不是工件面，从而保护了昂贵的工件。

另一方面，如果夹具的材料太软，则会产生以下缺点：由于缺乏刚性，工件无法牢固固定；由于过度磨损，需要经常更换。在选择材料时，关键是要兼顾工件保护与夹具的耐用性和刚性。　抓紧

芯片夹持和清洁的重要性。

坚硬的异物，如切削操作中产生的切屑和装配工作环境中的灰尘，可能夹在夹钳和工件之间，是造成划痕的另一个主要原因。　这些异物在夹紧力的作用下被硬压在工件表面上，就像磨料一样。

这导致表面出现无数细小的压痕和划痕。　特别是对于表面经过精密加工的工件，一个小切屑就会严重损害产品的价值。　如果切屑进入加工中使用的卡盘，就会妨碍正常抓取，不仅会造成划痕，还会降低加工精度。

为了防止出现这种情况、为了始终保持夹具和工件的高清洁度，在装夹前进行吹气和清洗等彻底清洁操作至关重要。　就是这样。　近年来，自动夹具清洗系统被越来越多地采用，以防止人为错误并提高生产率。

加工过程中的振动产生的颤振痕迹。

颤振振动 "是一种刀具和工件发生剧烈振动的现象，主要发生在加工过程中，这也是造成加工表面划伤的原因之一。　颤振标记是一种颤振痕迹。　颤振会导致刀具切削刃和工件之间产生周期性的力波动，从而在加工表面形成独特的鳞片状图案，即 "颤振痕"。

这与表面粗糙度的下降直接相关，被认为是一种 "划痕"。　当整个加工系统的刚性不足时，主要是在使用较长的刀具投影长度或加工薄壁工件时，更容易发生颤振。

应对措施包括缩短刀具突出量、加强工件固定或优化主轴转速和进给量等切削条件。　这与装配过程不同、这是加工过程中特有的问题，需要对整个加工过程而不仅仅是夹具进行审查。　的。

消除夹钳伤害的具体措施。

在了解了钳伤的原因之后，下一节将探讨预防钳伤的具体措施。　这里、保护工件免受伤害的四种典型方法　介绍新产品。　它们既可用于加工，也可用于装配，结合使用时，可提供更可靠的防划伤功能。

用软钳轻轻夹住工件。

乔是什么？

从头开始夹钳 "是虎钳或卡盘等工具中直接夹持和固定工件（工件或零件）的部分。　用于固定金属物体的一种金属。　也称为 "钳口"，通常由硬钢或类似材料制成。钳口与工件直接接触，是防划伤措施的关键部分。

用对工件侵蚀性较小的材料制成的 "软爪 "取代老虎钳或卡盘上标配的硬爪（硬爪）是最基本、最有效的防划伤方法。　这就是在精密部件的加工和装配过程中都是非常有效的措施。　情况将会如此。

软颚板材料有多种选择，应根据工件材料和质量要求选用。

因此，了解每种材料的特性，并根据对工件材料、所需夹持力和成本的综合评估选择最合适的软爪，是防止划伤的第一步。

通过防护板和撞击板分散压力。

当您想在使用现有夹具的同时轻松防止划伤时，保护片和保护垫是非常有效的。将其置于工件和夹具之间，可分散夹紧力，防止直接接触造成划痕。　这种技术也广泛应用于加工和装配。

保护膜

通常使用聚氨酯板和橡胶板。尤其是聚氨酯板，具有极佳的耐磨性和弹性，在减震和分散压力方面非常有效。有些板材是专门为弯曲镜面材料而开发的，如" "、" "、" "、" "、" "、" "等。Kiznon 聚氨酯还有一些高性能产品，如 "撕裂板"。　　由于采用了特殊的膨胀和收缩机制来吸收加工过程中的撕裂应力，这些产品具有很高的性能，甚至连板材本身都不会在工件上留下压痕。

唾骂

这种技术常用于木材加工，但在金属加工和装配操作中也很有用。通过夹层木屑（如月桂胶合板），可以很容易地分散压力。其主要优点是可以快速、无成本地实施。　虽然这些方法简单易行，但需要注意的是，加工精度可能会受到要使用的薄板或板材厚度的影响，而且每次设置都很耗时。

夹头均匀夹持

当需要固定薄壁管或预加工轴等圆柱形工件时，"固定 "功能非常有效，既不会损坏工件，又能达到很高的精度。弹簧夹头".　它主要用于数控车床等加工操作，但也可用于其他加工操作。该原理也可用于装配夹具　是

夹头卡盘的主要特点是由一个带有多个裂口（狭缝）的圆柱形部件（夹头）夹持工件，使工件均匀地环绕四周。　这意味着夹紧力不像典型的三爪卡盘那样集中在三个点上，而是分布在更大的范围内。因此，单位面积的压力大大降低，从而最大限度地减少了工件的变形和压痕。

但是，单个夹头可夹持的直径范围非常窄，因此必须准备多个不同直径的夹头来夹持各种尺寸的工件。　此外，它们主要适用于具有异形截面的工件，如圆棒和六角棒，而不适合夹持具有复杂不规则形状的工件。

使用隔膜卡盘进行终极软夹紧

在最苛刻的条件下，如精密精加工和磨削，要求精度达到微米级，且不允许变形或划痕，则选择"......"。隔膜卡盘".　该夹具通常用于最终加工过程，但也可用作精密零件的装配夹具。

这种卡盘利用薄圆盘形弹性膜片（膜片）的柔性变形来打开和关闭卡爪。　它的最大优点是抓取力极其均匀和灵活。　即使是工件表面最细微的不规则部分，它也能像用手轻轻包裹工件一样将其夹紧，从而将因抓取而产生的变形降至最低。

此外，由于结构简单，几乎没有滑动部件，因此几乎不会因磨损而降低精度，抓取精度达到惊人的可重复小于 2 µm。　另一个主要优点是，机械手在抓取过程中将工件吸附在基准面上，防止工件在加工过程中抬起，确保了高度的尺寸稳定性。

另一方面，由于结构特殊，它们的价格非常昂贵，而且存在可抓取行程（打开/关闭范围）小的缺点。因此，它不是一种通用夹具，而是一种真正的 "终极软夹具"，在最终精加工等高附加值工序中体现出真正的价值。

应用夹具设计，从虎钳防刮学习。

迄今为止介绍的措施主要针对夹具和工件之间的接触点。　然而，要从根本上防止划伤，必须考虑整个夹具的设计理念，即如何支撑工件。本节将介绍先进的夹具设计应用技术，这些技术也可用于防止虎钳划伤。

防松机构提高了加工精度。

从侧面夹紧工件时，力可能会无意中将工件向上抬起，这种现象称为 "抬起"。　这种现象上浮是导致加工精度下降和加工过程中产生颤振的直接原因。　并可能在装配操作中导致致命的问题，例如导致零件无法正确装配在一起。

防止脱落装置 "解决了这一问题。　这是指设计一种机制，使夹紧力不仅水平作用，而且有意 "斜向下 "作用。

这种斜向下的力将工件紧紧压在基准面上，从物理上防止工件在加工和装配过程中抬起。　这确保了 Z 轴方向上稳定的尺寸精度、光滑、无颤动的加工表面以及安全的装配。　市场上有售。侧夹　许多产品，如以下产品，都内置了这种防止脱落的功能，在设计夹具时可以利用它来提高一步质量。

固定薄板和软质材料等易碎材料

如上所述，薄板和软质材料是工件，由于其特性，在夹持时需要特别小心。为了在不损坏和不变形的情况下夹持这些易碎材料，必须将迄今为止引入的技术结合起来使用。　这是机械加工和装配共同面临的重要挑战。

薄板作业

薄板刚度低，即使在轻微外力作用下也容易发生 "变形 "和 "颤振"（主要是在加工过程中）。　就是这样。　第一种措施是使用隔膜卡盘或真空吸盘、在大范围内分散夹紧力的基础。这就是。　此外，使用支撑夹具从背面精确支撑加工和装配工作点附近的工件，对物理抑制变形也极为有效。

软质材料（如铝、铜）

软材料的屈服强度低，因此容易产生压痕。　就是这样。　对策很明确：前提条件是始终使用由比工件更软的材料（如铝或塑料）制成的软夹钳。　此外还有硬质切屑很容易咬入表面，因此装夹前的清洁度控制必须比其他材料更彻底。

对于这些材料，必须设计出结合 "力分散"、"刚度增强 "和 "软接触 "等多种方法的专用夹具，而不是依赖于单一的测量方法。

防止 CFRP 分层的夹具设计。

在加工 CFRP（碳纤维增强塑料）等复合材料时，需要考虑一种与金属加工不同的 "划痕"。　这不是表面的划痕，而是一种称为分层的现象，它会导致层压纤维层脱落。　这种现象特别容易发生在钻孔过程的出口侧，会大大降低部件的强度。

夹具在防止分层方面的作用非常重要。　最有效的应对措施是将 "废弃板"（底板）牢固地支撑在加工点的下方，不留任何缝隙。夹具的主要作用是将背板牢牢地压在工件上，从物理上防止最外层的纤维被切削力挤出和分层。

当然，使用具有分层抑制效果的专用钻头是必不可少的，但如果工件支撑不足，再好的工具也会事倍功半。这就是为什么 CFRP 加工中的夹具设计不仅仅是固定，还能在控制分层方面发挥积极作用。

摘要：实现最佳夹持损伤预防。

在本文中、夹紧工件　本文全面阐述了夹紧时的划痕预防，从原因到具体对策，以及应用夹具设计的概念。要实现最佳的夹紧防划伤效果，必须始终注意以下几点

• 夹紧划痕是由多种因素造成的，包括过度用力、硬度差异、异物和振动。
• 从多角度分析受伤的根本原因，不被表面现象所误导。
• 针对加工和装配情况选择适当的措施
• 根据工件的材料和硬度选择最合适的软颚板
• 保护板和猜测板是一种简单有效的压力行走方式。
• 套筒卡盘是以均匀力抓取圆柱形工件的理想工具。
• 膜片卡盘用于需要极高的精度和防止划伤的场合。
• 保持夹具和工件的清洁是防止划伤的基础。
• 通过审查整个加工系统的刚性和切削条件来解决颤振问题。
• 防松机构在保持加工和装配精度方面发挥着重要作用。
• 薄板和软质材料容易变形和压痕，需要特别小心。
• 用背板支撑可控制 CFRP 的分层。
• 优化的夹紧顺序可防止工件产生不必要的变形。
• 防划伤贯穿于整个加工过程，而不仅仅是夹具本身。
• 系统地利用这些知识进行积极主动的伤害预防设计

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