試論機械加工中的工裝夾具定位設計

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

關鍵詞：機械加工；工裝夾具；定位設計

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用價值，對機械加工質量會產生較大影響。對加工效率具有較大影響，所以優化工裝夾具定位設計研究具有重要意義。本文主要分析機械加工定位基準有效分類，分析工裝夾具設計原理，旨在提升機械加工效率與整體質量。

1 機械加工定位基準

定位基準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，對生產加工技術工藝與夾具結構也會產生較大影響。所以對定位基準合理選擇具有重要作用，在機械制造過程中，通過生產階段不同幾何圖形元素分析線表面之間存在的各項關系。定位基準在判定過程中需要分析零件設計基準，在具體定位過程中需要確定五項基本原則，首先要保障設計基準與定位基準之間能相互重合，防止產生制造誤差。其次在不同加工項目中需要對相同基準要求進行判定，將加工項目當做是定位基準，對機械項目加工中的不同基準為基礎，項目之間相互協作參照，對項目重復加工。通過確立基準能使得各類工件定位精確性更高，在生產加工過程中便捷性更強。定位基準能劃分為精基準與粗基準，粗基準主要是將各類產品毛坯面作為定位基準，精基準是對已經加工制造過的表面作為定位基準。粗基準選取過程中要對加工面與不加工面連接的空間進行分析，結合設計圖判定加工面和不加工面精確位置。在定位基準選取過程中，要對各類工件生產加工要求進行分析，避免不合理選取定位基準對后續生產加工質量產生較大影響。在工件自由度控制過程中，選取最佳的定位基準進行工件加工[1]。

2 工件裝夾與夾具設計基本原理

各類工件在設計與加工過程中存在較大差異性，在生產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定進行。各類工件裝夾過程中要應用到較多夾具，需要對夾具進行設計與加工。在設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計。在應用階段要確保設備、工件、夾具之間能相互固定，確保加工生產的工件具有完整的功能。夾具在設計中需要多方面綜合分析，促使工件、夾具、設備能穩定應用[2]。

在正常應用階段，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生較大位移，防止對工件加工精度產生較大影響，還會降低工件基本應用功能。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，掌握最基礎的定位方法與原理，防止定位問題對后續加工精度產生較大影響。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，會導致原件產生過定位，所以在具體加工中需要結合具體情況進行選擇性定位，提升工件加工生產精度[3]。

3 夾具分類

機床夾具是機床上刀具引導以及工件裝夾的重要應用裝置，在具體應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外力，防止工件在生產加工過程中受到外力作用而導致位置發生變動。機床夾具主要有組合夾具、專用夾具、通用夾具。其中通用夾具標準程度較高，能有效適應多樣工件生產加工應用。例如車床中常見的三爪卡盤、回轉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化工廠進行生產制造，作為機床重要附件向用戶提供。通用夾具標準化程度較高，適應性能較強，但是生產效率有待提升。大多都是應用在小量以及單個產品生產中，專用夾具就是某個產品生產加工中專門設計的夾具，此類夾具結構較為緊湊，應用階段便捷度較高，能有效提升產品加工生產效率和精度，但是此類夾具設計周期較長，生產制造成本較高[4]。

4 機械加工輔助基準

在工件定位中，為了提升加工面位置進度，可以將裝配基準以及選擇設計作為重要基準，此類基準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，可以創建基于人的基準，其與基準工作面沒有較大聯系，主要是為了更好地適應技術生產工藝要求，所以將其視為輔助基準。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，表面質量能定位過程具有較大聯系，也能將其作為輔助基準。

5 結語

綜合上述，近些年我國機械加工技術整體發展速度逐步加快，對產品生產加工精度提出了更多更高的要求。所以當前在生產加工過程中需要發揮出工裝夾具應用價值，提升加工工件位置精確性。在定位設計階段，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計的現代研究[J].科學與信息化，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計及其價值的現代研究[J].科學與信息化，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計研發工作。