試論機械加工中的工裝夾具定位設(shè)計

摘 要：工件加工夾具定位就是保障工件依照相應(yīng)的基準(zhǔn)面和夾具定位元件進行接觸，能對工件自由度有效調(diào)控。在選取工件過程中，定位設(shè)計主要分析哪些表面和夾具定位元件之間會產(chǎn)生接觸性。在定位基準(zhǔn)中，優(yōu)良與粗糙的基準(zhǔn)是重要組成部分。在初始設(shè)計階段要粗略性參考，針對粗糙表面不需要作為基準(zhǔn)進行處理。

關(guān)鍵詞：機械加工；工裝夾具；定位設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.034

在機械加工過程中工裝夾具具有較大應(yīng)用價值，對機械加工質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響。對加工效率具有較大影響，所以優(yōu)化工裝夾具定位設(shè)計研究具有重要意義。本文主要分析機械加工定位基準(zhǔn)有效分類，分析工裝夾具設(shè)計原理，旨在提升機械加工效率與整體質(zhì)量。

1 機械加工定位基準(zhǔn)

定位基準(zhǔn)控制對機械加工影響較大，會影響到各類零件加工進度與大小等，對生產(chǎn)加工技術(shù)工藝與夾具結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生較大影響。所以對定位基準(zhǔn)合理選擇具有重要作用，在機械制造過程中，通過生產(chǎn)階段不同幾何圖形元素分析線表面之間存在的各項關(guān)系。定位基準(zhǔn)在判定過程中需要分析零件設(shè)計基準(zhǔn)，在具體定位過程中需要確定五項基本原則，首先要保障設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間能相互重合，防止產(chǎn)生制造誤差。其次在不同加工項目中需要對相同基準(zhǔn)要求進行判定，將加工項目當(dāng)做是定位基準(zhǔn)，對機械項目加工中的不同基準(zhǔn)為基礎(chǔ)，項目之間相互協(xié)作參照，對項目重復(fù)加工。通過確立基準(zhǔn)能使得各類工件定位精確性更高，在生產(chǎn)加工過程中便捷性更強。定位基準(zhǔn)能劃分為精基準(zhǔn)與粗基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)主要是將各類產(chǎn)品毛坯面作為定位基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)是對已經(jīng)加工制造過的表面作為定位基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)選取過程中要對加工面與不加工面連接的空間進行分析，結(jié)合設(shè)計圖判定加工面和不加工面精確位置。在定位基準(zhǔn)選取過程中，要對各類工件生產(chǎn)加工要求進行分析，避免不合理選取定位基準(zhǔn)對后續(xù)生產(chǎn)加工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。在工件自由度控制過程中，選取最佳的定位基準(zhǔn)進行工件加工[1]。

2 工件裝夾與夾具設(shè)計基本原理

各類工件在設(shè)計與加工過程中存在較大差異性，在生產(chǎn)加工之前要選取最合理的工具裝夾方式，選取實用性較強的夾具，能促使工件加工活動穩(wěn)定進行。各類工件裝夾過程中要應(yīng)用到較多夾具，需要對夾具進行設(shè)計與加工。在設(shè)計階段需要分析多項問題，重點分析夾具適用性特征。夾具在正常情況下可以應(yīng)用多種相似性較大的工件進行裝夾，這樣能提高加工效率，還能對夾具加工成本進行控制。夾具依照加工工件精心設(shè)計。在應(yīng)用階段要確保設(shè)備、工件、夾具之間能相互固定，確保加工生產(chǎn)的工件具有完整的功能。夾具在設(shè)計中需要多方面綜合分析，促使工件、夾具、設(shè)備能穩(wěn)定應(yīng)用[2]。

在正常應(yīng)用階段，夾具對各個工件進行固定與定位，需要保障工件加工階段不會產(chǎn)生較大位移，防止對工件加工精度產(chǎn)生較大影響，還會降低工件基本應(yīng)用功能。所以在工件定位階段需要提升加工定位精度，提升加工精確性。工件定位階段需要對定位原理進行分析，掌握最基礎(chǔ)的定位方法與原理，防止定位問題對后續(xù)加工精度產(chǎn)生較大影響。工件在定位過程中常見的定位方式是六自由度定位法，每個工件在空間中都具備六個自由度，分別是上下、左右、前后，要保障工件在空間范圍中有六個方面能有效移動，加工階段不會產(chǎn)生較大偏移，對工件六個自由度進行合理控制。但是對工件六個自由度都進行限制，會導(dǎo)致原件產(chǎn)生過定位，所以在具體加工中需要結(jié)合具體情況進行選擇性定位，提升工件加工生產(chǎn)精度[3]。

3 夾具分類

機床夾具是機床上刀具引導(dǎo)以及工件裝夾的重要應(yīng)用裝置，在具體應(yīng)用階段具有良好的定位作用，促使工件更加精確，還能將工件穩(wěn)定夾緊。在裝夾過程中要將工件有效定位與夾緊，在定位階段要確保機床以及夾具具有更加精確的位置，夾緊過程中對工件添加相應(yīng)外力，防止工件在生產(chǎn)加工過程中受到外力作用而導(dǎo)致位置發(fā)生變動。機床夾具主要有組合夾具、專用夾具、通用夾具。其中通用夾具標(biāo)準(zhǔn)程度較高，能有效適應(yīng)多樣工件生產(chǎn)加工應(yīng)用。例如車床中常見的三爪卡盤、回轉(zhuǎn)工作臺以及平口鉗分度頭等，此類通用性夾具大多都是通過專業(yè)化工廠進行生產(chǎn)制造，作為機床重要附件向用戶提供。通用夾具標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，適應(yīng)性能較強，但是生產(chǎn)效率有待提升。大多都是應(yīng)用在小量以及單個產(chǎn)品生產(chǎn)中，專用夾具就是某個產(chǎn)品生產(chǎn)加工中專門設(shè)計的夾具，此類夾具結(jié)構(gòu)較為緊湊，應(yīng)用階段便捷度較高，能有效提升產(chǎn)品加工生產(chǎn)效率和精度，但是此類夾具設(shè)計周期較長，生產(chǎn)制造成本較高[4]。

4 機械加工輔助基準(zhǔn)

在工件定位中，為了提升加工面位置進度，可以將裝配基準(zhǔn)以及選擇設(shè)計作為重要基準(zhǔn)，此類基準(zhǔn)都是位于零件主表面中。對部分位置進行處理時，為了便于安裝模板，可以創(chuàng)建基于人的基準(zhǔn)，其與基準(zhǔn)工作面沒有較大聯(lián)系，主要是為了更好地適應(yīng)技術(shù)生產(chǎn)工藝要求，所以將其視為輔助基準(zhǔn)。其次，受到過程影響的次表面一部分可以視為定位參考，能便于提升參考水平的處理，表面質(zhì)量能定位過程具有較大聯(lián)系，也能將其作為輔助基準(zhǔn)。

5 結(jié)語

綜合上述，近些年我國機械加工技術(shù)整體發(fā)展速度逐步加快，對產(chǎn)品生產(chǎn)加工精度提出了更多更高的要求。所以當(dāng)前在生產(chǎn)加工過程中需要發(fā)揮出工裝夾具應(yīng)用價值，提升加工工件位置精確性。在定位設(shè)計階段，需要通過六點定位原則控制工件自由度，使得工件在夾具中能精確化定位，提升加工質(zhì)量與加工效率。

參考文獻：

[1]王超，方輝，陳靖等.機械加工中工裝夾具的定位設(shè)計的現(xiàn)代研究[J].科學(xué)與信息化，2017（29）：123+126.

[2]王雪峰，孟慶兵，王卓等.機械加工中工裝夾具的定位設(shè)計及其價值研究[J].裝飾裝修天地，2017（14）：150.

[3]王存榮.機械加工中工裝夾具的定位設(shè)計及其價值研究[J].低碳世界，2016（15）：254-255.

[4]金莉.機械加工中工裝夾具的定位設(shè)計及其價值的現(xiàn)代研究[J].科學(xué)與信息化，2017（26）：70+73.

作者簡介：尤世杰（1988-），男，河南林州人，本科，助理工程師，從事加工中心夾治具設(shè)計研發(fā)工作。