關(guān)于機(jī)械加工中工裝夾具的定位設(shè)計(jì)分析

王通 韓穎 楊揚(yáng)

摘要：隨著現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械加工的功能和質(zhì)量有了更大的需求，與此同時(shí)夾具的種類也不斷增多。在機(jī)械加工中，工裝夾具定位設(shè)計(jì)對(duì)于精準(zhǔn)調(diào)控工件、保障加工質(zhì)量有著重要意義。本文將結(jié)合筆者工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)機(jī)械加工中工裝夾具的定位設(shè)計(jì)方法進(jìn)行相關(guān)探討分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;工裝夾具;定位設(shè)計(jì)

從實(shí)際機(jī)械加工工作開(kāi)展過(guò)程中可以看出，工裝夾具的作用不可替代，能夠?qū)C(jī)械加工質(zhì)量產(chǎn)生極大影響，這也將該項(xiàng)研究工作的重要性突顯出來(lái)。在實(shí)際定位基準(zhǔn)選擇上，關(guān)鍵在于基準(zhǔn)面與夾具定位元件之間的實(shí)際接觸情況，該基準(zhǔn)主要涉及到粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，在不同基準(zhǔn)相互配合下，為加工質(zhì)量提供保障。

一、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備

工裝夾具設(shè)計(jì)的原始資料包括以下內(nèi)容：夾具設(shè)計(jì)任務(wù)單;工件圖樣及技術(shù)條件;工件的加工及裝配工藝規(guī)程;夾具設(shè)計(jì)的技術(shù)條件;夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化資料，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，工廠標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格化結(jié)構(gòu)圖冊(cè)等。

首先要對(duì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行仔細(xì)閱讀與深入研究，認(rèn)真了解工件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、生產(chǎn)規(guī)模及技術(shù)要求，詳細(xì)分析焊接、加工工藝過(guò)程或裝配過(guò)程中本工序的要求，如焊接所需留的加工余量、加工精度、加工表面、定位基準(zhǔn)及前后工序的聯(lián)系等等。這些設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作不僅要做，還要做好、做細(xì)，只有這樣才能使我們的設(shè)計(jì)順暢、穩(wěn)妥，少出麻煩和錯(cuò)誤。

其次，要根據(jù)工件的特點(diǎn)多動(dòng)腦筋，換個(gè)思維方向，多提出幾個(gè)設(shè)計(jì)方案以留備用，因?yàn)樵趯?shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)同一工件，每一個(gè)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想及考慮重點(diǎn)都不相同，因而會(huì)給出不同的設(shè)計(jì)方案，由此設(shè)計(jì)出的工裝夾具的結(jié)構(gòu)自然也就不同，應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的效果也會(huì)有所不同。通過(guò)對(duì)多個(gè)方案的分析比較確定一個(gè)更合理、更符合要求的結(jié)構(gòu)方案，在設(shè)計(jì)時(shí)還要注意多聽(tīng)取和吸收其他好的意見(jiàn)和建議。

二、工裝夾具的定位設(shè)計(jì)

相關(guān)內(nèi)容由于工件種類不同，各個(gè)工件的加工工序也會(huì)呈現(xiàn)出一定的不同性。因此，在加工工作開(kāi)始之前，人們需要對(duì)加工機(jī)床和刀具工件位置進(jìn)行全面確定。此時(shí)，工件裝夾操作必不可少，相關(guān)工作人員需要對(duì)此提高重視程度。

2.1工件定位分析

在實(shí)際工件定位操作開(kāi)展過(guò)程中，工作人員首先要做的便是對(duì)基本的精準(zhǔn)度進(jìn)行掌握，維護(hù)機(jī)械加工工作順利進(jìn)行。而且在實(shí)際定位過(guò)程中，存在三種相對(duì)位置：第一，工件相對(duì)于夾具的位置;第二，工件與機(jī)床之間的相對(duì)位置;第三，夾具與機(jī)床之間的相對(duì)位置。尤其是在工件與機(jī)床相對(duì)位置探討上，必須借助夾具扶持，否則很容易對(duì)工件精度產(chǎn)生影響。

2.2工件定位夾具的作用

當(dāng)實(shí)際工件定位工作結(jié)束之后，工作人員需要做好實(shí)際裝置保障工作，確保夾具可以穩(wěn)定的夾住工件，并提升整體結(jié)構(gòu)的牢固程度。站在具體工件加工角度來(lái)說(shuō)，相關(guān)工作人員需要確保工件位置始終處于定位位置上。一旦工件位置出現(xiàn)偏差，便會(huì)產(chǎn)生慣性和切削力等問(wèn)題，最終導(dǎo)致工件在加工過(guò)程中出現(xiàn)異動(dòng)、振動(dòng)等問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)工件精度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。也正是由于上述問(wèn)題出現(xiàn)，整個(gè)工件加工過(guò)程均會(huì)受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致加工精度出現(xiàn)很多問(wèn)題。

2.3定位設(shè)計(jì)方法

整體來(lái)看，工件夾具定位方式在實(shí)際加工過(guò)程中具備重要作用，而且定位操作的開(kāi)展，主要是將工件定位準(zhǔn)確性良好的展示出來(lái)，為后續(xù)加工操作的開(kāi)展創(chuàng)造有利條件，所以說(shuō)，工件加工過(guò)程是主體工作中的重要環(huán)節(jié)。在定位工作開(kāi)展之前，相關(guān)工作人員需要做好其原理內(nèi)容的掌握，尤其是幾種常用的定位方式，應(yīng)做到熟記于心，確保工件定位偏差情況可以在第一時(shí)間內(nèi)得到修復(fù)，維護(hù)整個(gè)加工工作的實(shí)際效果。

三、工裝夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

工裝夾具定位設(shè)計(jì)在機(jī)械加工中的運(yùn)用過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)注重工裝夾具定位設(shè)計(jì)相關(guān)運(yùn)用要點(diǎn)的合理分析。例如當(dāng)機(jī)床回轉(zhuǎn)中心與夾具安裝出現(xiàn)不同軸現(xiàn)象時(shí)，往往會(huì)造成夾具在機(jī)床上的定位脫離同時(shí)會(huì)導(dǎo)致相關(guān)安裝誤差的存在。因此，工作人員應(yīng)當(dāng)注重在車床上重車一次定位盤止口并且保證定位盤中心和機(jī)床主軸中心同軸度符合相關(guān)規(guī)定。除此之外，當(dāng)工件在夾具上定位時(shí)如果定位脫離了理想位置就會(huì)導(dǎo)致加工偏差的出現(xiàn)，針對(duì)這一情況工作人員在工作中應(yīng)當(dāng)確保定位盤與基本件的配合精度并且將夾具的基本件和定位的零件配合面進(jìn)行合理的精確，從而在確保定位零件安裝完畢后能夠處于較為正確的位置并且促進(jìn)其定位精度的有效提高。

四、工裝夾具的應(yīng)用

工裝夾具的設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品批量和加工復(fù)雜程度的大小來(lái)定。例如工件的鉆孔。對(duì)于小批量，自由裝夾就可以了，中批量可以鉆模工裝定位鉆孔，大批量就可以設(shè)計(jì)專機(jī)，永久性?shī)A具，特大批量可設(shè)計(jì)專機(jī)流水線?？紤]定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，裝夾的一致性。但對(duì)于一些復(fù)雜的加工件。雖然量小但還沒(méi)有工裝夾具無(wú)法保證其加工的準(zhǔn)確性，這時(shí)也需要設(shè)計(jì)制作工裝夾具，例如需要多次焊接的工件。這時(shí)就需要盡可能使用便于裝拆的，由標(biāo)準(zhǔn)件或通用件組成的組合夾具?，F(xiàn)在有許多由模塊組成的夾具，模塊化的夾具大大減少了中小批量多類型的產(chǎn)品制作時(shí)間和成本。

再次工裝夾具的結(jié)構(gòu)要符合工人加工操作習(xí)慣。裝拆時(shí)要有足夠的操作空間。便于日后的維修和裝拆。在生產(chǎn)過(guò)程中要正確使用夾具。安裝要到位，夾緊的螺栓螺母要鎖緊。對(duì)于使用較為復(fù)雜的工裝夾具要編制使用說(shuō)明書(shū)，并要求操作時(shí)嚴(yán)格按此執(zhí)行。在今后的定位設(shè)計(jì)中，工作人員應(yīng)當(dāng)注重計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、柔性制造系統(tǒng)等相關(guān)輔助技術(shù)的有效研究，這些技術(shù)的研究和發(fā)展能夠?yàn)楣ぱb夾具定位設(shè)計(jì)的發(fā)展和我國(guó)零件水平的提升起到重要的促進(jìn)作用并且可以進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展。

五、結(jié)語(yǔ)

夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工作。容易受加工過(guò)程中各種力和熱的影響。反復(fù)的物理實(shí)驗(yàn)需要時(shí)間和材料，成本很高。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，工裝夾具的設(shè)計(jì)系統(tǒng)也在一些先進(jìn)的企業(yè)漸漸得到應(yīng)用。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)在改進(jìn)工裝夾具的設(shè)計(jì)效率、檢校仿真并完善設(shè)計(jì)方案、降低開(kāi)發(fā)成本等方面有巨大的優(yōu)勢(shì)。以后計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)肯定會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用于夾具的設(shè)計(jì)中。

參考文獻(xiàn)

[1]王勇.機(jī)械加工中工裝夾具的定位設(shè)計(jì)研究[J].現(xiàn)代國(guó)企研究，2017（2）.

[2]吳銘.淺談機(jī)械加工中工裝夾具的定位設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)В?012（30）：153-153.

[3]張樹(shù)勛.機(jī)械加工中的工裝夾具定位設(shè)計(jì)方法[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018，No.265（11）：76.