機(jī)械加工中工裝夾具定位方法設(shè)計(jì)研究

馮其森

無棣信諾建設(shè)工程有限公司 山東無棣 251900

1 工裝夾具設(shè)計(jì)基本原理

（1）在定位工件的過程中，完成工件定位以后，不同工件的不同工序會(huì)產(chǎn)生一定的差異。使用夾具輔助工具，工作重點(diǎn)是完成工裝工件裝夾任務(wù)。首先要確定機(jī)床和刀具上的工件位置。在整個(gè)機(jī)械加工過程中，確定位置的重要性是非常明顯的，確定好位置之后，將工件放置的機(jī)床上的相對位置定位是進(jìn)行工件夾具的機(jī)床定位，并且在完成之后使用特定裝置，確保夾具被有效固定和夾緊，為機(jī)床定位提供保障。如果沒有達(dá)到準(zhǔn)確的位置，可能會(huì)發(fā)生位移或者是震動(dòng)，因此確定好定位的位置，保證不會(huì)受慣性力和切削力的影響，工件夾具定位方法方能完成。在定位工件夾具進(jìn)行定位和加工的過程中，凸顯出機(jī)械加工的重要性[1]。

（2）采用六位定位方法，這一方法對定位原理進(jìn)行了全面的落實(shí)，是一種比較常見的定位方法，在短時(shí)間內(nèi)對于定位問題可以予以解決，并且解決定位的誤差，保證計(jì)算準(zhǔn)確性。通過三維空間背景下實(shí)現(xiàn)精確的定位，是當(dāng)前的技術(shù)升級后的結(jié)果，并主要任務(wù)是合理限制工件部分或全部的自由度，通過6 個(gè)支撐點(diǎn)來限制工件的自由度，作用于不同力學(xué)，在機(jī)械加工自由度上實(shí)現(xiàn)三維空間的設(shè)定，對夾緊和定位概念進(jìn)行有效區(qū)分，三維空間內(nèi)的位置對于工裝夾具的設(shè)計(jì)來說變化趨勢不會(huì)太大。但是以此并不能認(rèn)為空間位置就可以被確定，根據(jù)六位定點(diǎn)原則來看，工件的定位要在夾具設(shè)計(jì)中首先要獲取準(zhǔn)確位置，確保被定位的位置不會(huì)受到外力影響，尤其是在夾緊的過程中，作為工件限制自由度的點(diǎn)，不允許被理解為接觸點(diǎn)，而是要定義為支撐點(diǎn)，發(fā)揮支撐點(diǎn)作用，在對夾具進(jìn)行運(yùn)用的時(shí)候，支撐點(diǎn)能夠通過定位有效地對自由度進(jìn)行限制，這對于定位元件來說，能夠提升定位的準(zhǔn)確性，有效地限制其自由度，保證支撐點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)問題[2]。

2 現(xiàn)代工裝夾具的發(fā)展方向

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化

因?yàn)閲覍τ跈C(jī)械加工的審核標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，在構(gòu)建工裝夾具的過程中，我們也更加注重標(biāo)準(zhǔn)化，只有確立了一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對于各種產(chǎn)品的機(jī)械加工，我們都可以進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)換，就可以實(shí)現(xiàn)家具的組合使用。一旦實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的工裝夾具，就可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的商品化生產(chǎn)，從而使生產(chǎn)周期縮短，還可以有效地減少成本的投入。

2.2 高效化

隨著高效化理念的不斷深入，操作人員在工作中所消耗的勞動(dòng)強(qiáng)度越來越低，從而也大大提高了勞動(dòng)的生產(chǎn)效率，工件加工的周期也大大縮短。比如說銅屬于高效化夾具定位元件的范圍之內(nèi)的自動(dòng)化夾具和高速化夾具，在自然的條件下，就可以使工件處于夾緊的狀態(tài)，并且切削速度也加快，因此說，運(yùn)用高效化夾具在機(jī)械加工生產(chǎn)中，可以有效地提高生產(chǎn)質(zhì)量，并且生產(chǎn)效率也大大提高。

2.3 精密化

現(xiàn)代科技的進(jìn)步也使得機(jī)械加工業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，對于機(jī)械產(chǎn)品的精度也提出了新的挑戰(zhàn)，因此，工裝夾具需要更加注重精度的提高。比如說，精密車削的自定心卡盤已經(jīng)深入到微米，這就要求在未來機(jī)械加工的發(fā)展上，還要不斷加強(qiáng)在精度上的提高。

3 機(jī)械加工的輔助機(jī)制

（1）機(jī)械加工的輔助技術(shù)不屬于零件工件表面的基準(zhǔn)，但是能夠幫助機(jī)械家具在加工的時(shí)候達(dá)到更好的定位。有部分的零件次要表面受到工藝影響，適合進(jìn)行定位基準(zhǔn)，因此增強(qiáng)加工的基準(zhǔn)程度與表面的質(zhì)量，通過定位過程中的應(yīng)用，被認(rèn)為是輔助基準(zhǔn)的。相關(guān)表面的裝配機(jī)制要求提高機(jī)械加工的準(zhǔn)確度，就要通過機(jī)械加工的輔助機(jī)制來提高精準(zhǔn)度，通常情況下會(huì)選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，將定位基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，實(shí)際表面不會(huì)受到工藝影響，也可以在定位過程中增強(qiáng)加工的基準(zhǔn)程度和表面的質(zhì)量。

（2）現(xiàn)代工裝夾具的標(biāo)準(zhǔn)化需求，是需要遵循國家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步完善通用夾具和組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)，對工裝夾具提出了更高的精度要求。例如，在勞動(dòng)生產(chǎn)率提高的情況下，為了減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在車床上應(yīng)用的高速定心卡實(shí)驗(yàn)中，傳所需要達(dá)到9000r/min，這需要使用電動(dòng)虎鉗工具，才能具有高效化的效果，諸多工序特征、生產(chǎn)批量工作形狀和尺寸等，需要有可靠的調(diào)整和組合方法，以保證工裝夾具的柔性化達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對于不可拆的專用夾具，可以改造為可拆工具，以擴(kuò)大工裝夾具的柔化程度，確保夾具結(jié)構(gòu)具有可調(diào)性。在機(jī)床夾具和分類上加緊過程中，引導(dǎo)到重要位置發(fā)揮作用，保證工件在相對機(jī)床的位置上能夠明確。加緊夾具過程中包含了工件的夾剪和定位，需要保證工件的機(jī)床中具有精確位置，并且給予工件以足夠的外力。通過專用夾具、組合夾具和隨行夾具，例如車床上的三爪卡片和四裝卡盤等器具適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。

（3）在小批量產(chǎn)品的加工中使用專用夾具，能夠幫助生產(chǎn)過程中的夾具精確度更加緊湊，但是很大程度上要提高產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，就要使用大批量的機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)夾具。對于工件的定位來說，需要明確實(shí)際精度，要求工件在機(jī)床上的定位以及工件在夾具上的定位，夾具在機(jī)床上的定位都需要借借助定位設(shè)計(jì)來完成。對于沒有定位的夾具，使用空間直角坐標(biāo)系的6 個(gè)自由度，也就,6 個(gè)接觸點(diǎn)。工件的自由度限制的方法要深刻理解定位原理，掌握現(xiàn)有的工件定位方法，正確計(jì)算出定位誤差是非常重要的[3]。

4 結(jié)語

通過以上的闡述，我們得知機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)在不斷飛速發(fā)展，因此，對產(chǎn)品的精度也有了更加嚴(yán)格的要求，所以在機(jī)械加工生產(chǎn)的過程中，對于工裝夾具定位設(shè)計(jì)方法的選擇必須樹立起高度的重視。因此，本文對工裝夾具定位設(shè)計(jì)方法現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行了具體的分析，不斷完善機(jī)械加工技術(shù)，從而促進(jìn)加工效率的提高以及質(zhì)量的穩(wěn)定，而且也保證了工件加工的精度。