工裝夾具機械加工關鍵問題研究

趙遠征

【摘要】隨著社會的發展，各行各業方興未艾、百廢俱興，不同規模的企業和公司相繼涌現涌現，在現代社會，出現了越來越多種類的物品供人們日常使用，小到手機、電腦大到汽車、飛機，它們的生產都離不開車床的加工，重工業是經濟發展的命脈，它們昭示著我國經濟水平的快速發展和國家實力的騰飛。而機械工件在加工的過程中，需要很精確的測量，準確的定位，才能使得被加工產品的質量優良，可靠耐用，工裝夾具的意義便在于此，因此本文所研究的既是目前國內機械生產設備夾具生產加工的的相關問題，希望可以對從業者們提供一點參考和幫助。

【關鍵詞】工裝夾具;機械;加工

引言

機械制造行業離不開金屬切削機床，但是在生產過程中，往往會因為機床內部的共振、沖擊等問題而產生一些誤差，夾具的設計就是為了解決這方面的問題，夾具通過緊實的夾緊力將被加工部件固定，使得加工時不發生移位等問題，夾具在18世紀左右出現了雛形，隨著科學技術和時代的發展，工裝夾具本身也被不斷的設計和革新，它已經從當初偶爾才會使用的輔助工具，變成了現在功能齊全、門類豐富的工藝流程中不可或缺的機械部件。據數據顯示，中小批次種類的機械工件占總數的比例越來越大，在現代社會中，為了更好的適應市場的要求，對其產品的公差、精度要求越來越高了，因此夾具作為保障加工質量的重要工具，在提高生產效率、減輕勞動強度、以及替代工人的技術操作方面的用途就顯得意義重大，是自動化生產過程中不可或缺的重要裝備之一，本文將淺析夾具的作用以研究它在機械加工中的關鍵問題。

1夾具的意義

夾具的制造在機械加工工藝中具有著重要的意義，從作用上來講，夾具通過其功能，可以縮短輔助時間，提高勞動效率，降低加工成本，提升經濟效益;其次是夾具的出現使得加工部件的精度得到了保障，使得大批量的產品能有穩定的加工質量;然后是將對工人的專業水平不再那么苛刻，降低了技術要求，減輕了工人的勞動強度，保證成產的安全性;擴大了機場的工藝范圍，使得機床職能增加;最后是通過夾具的加持，使得成產程序的自動化程度有所提高。從在整個系統中的地位來看，夾具與其他環節有很大的不同，工件加工的動態誤差受到夾具的整體剛度的特殊影響，若夾具的整體剛度遠大于其他環節，剛度本身的形變如拉伸壓縮等都微小到可以忽略不計的情況下，整個流程中，工件加工的誤差就只來源于夾具本身的制造精度和安裝誤差，因此在生產環節中，有經驗的工作人員往往可以揩油修正夾具定位元件的方法進行補償，從而抵消掉其他環節因為剛度不夠等原因所產生的誤差，這就是夾具的意義所在。

2夾具的簡述及設計的基本原理

一般來說，不同的工件所涉及的工序是不同的，在實際過程中運用到機械加工上的要求也是千差萬別的。因此再利用工裝夾具對機械進行加工前需要對機床與刀具上的工件位置進行精準的定位，以此來提高加工標準。在機械加工的整個過程中，重點工作應該放在夾具的組裝和去誤差以及要完成的夾裝任務上，這樣才能高精度的完成機械加工。在定位工件時，工作人員需要首先測量出高精度的數據，因為工件最終的精度會直接影響成品的質量，定位工件時存在著三種相對位置情況：其一，工件的定位是相對于夾具來定位的;其二工件的定位是相對于機床來定位的;其三，夾具的定位是相對于機床來定位的。根據實際的加工經驗來看，工件的定位要比機床定位的精度更高。隨著機械自動化產業的壯大，其機床的制造水平也越來越高，人們對產品的要求也越來越高，因此，為了滿足用戶的需求，對夾具的要求也水漲船高，現代工裝夾具的發展方向大致有四點：（1）標準化，所有的工裝夾具都必須嚴格的遵守國家標準，這樣做才能確保機械在加工過程中能夠適應不同產品的加工，通過機械業內制定統一的標注，這樣工裝夾具在生產時才能更加的快捷，標準化的意義在于通過統一了標準，全面提高了標準件的市場適應性，可以產生跟完備的體系，便于后期的管理和維修，實現了產品成產的商業化、加快了自動化，提高了生產效率，降低了時間成本。（2）緊密化，隨著科學技術水平的不斷提升，人們對機械產品的質量要求越來越高，其中包括了使用壽命和精度要求，所以對于工裝夾具的精度要求也越來越高，緊密型的工裝夾具的種類和數量在逐步增加，未來的市場對產品的需求只會越來越高。（3）高效化，使用工具進行機械產品的加工就是企業提高生產效率的一種有效手段，高效化是必不可少的一點，夾裝工具做到高效化和自動時，可以分擔很大一部分工人的工作強度，切削速度更快精確度更高，從而可以提高生產效率。（4）柔性化，柔性化指的是在面對不同產品的成產要求時可以通過對工裝夾具進行適當的調整和有效的組合方法來解決，這種組合涉及到了許多工藝的可變性。為了做到可以加工不同的機械產品的效果，夾具的柔性是必須提升的點，需要將其不可拆分的結構轉變為可以拆調重組的結構，以適應不同情況的工作環境。

3誤差的產生

機械制造中誤差是不可能消除的負面因素，但是可以通過具體的定位方式和幾何形狀，進行科學分析與研究;在機械制造工藝過程中最重要的概念就是基準，基準就是其他加工部位用來作參考的點線面，可以分為工序基準和定位基準，由于設計人員和加工制造所使用的的基準不同，導致工序基準和定位基準可能重合也可能不重合。基準不重合誤差是指在機械零部件加工過程中，當定位記住與工序基準不重合時，會產生基準不重合誤差，用△B來表示，它僅與基準的選擇有關，通過對工序基準和定位基準位置的調整，可以使得基準不重合誤差的值減小;基準位置誤差是指在機械加工中，當工序基準相對定位基準發生位置的便宜或改變，會產生基準為位移誤差，用△Y表示，在機械工藝分析過程中，定位誤差用△D表示嗎，而基準補充和誤差和基準位移誤差統稱為及定位差，并且不超過被加工尺寸誤差的三分之一，即為合理的誤差范圍。

4定位問題

（1）六點定位原理，工件在未定位時在空間直角坐標系中都具有六個自由度，工件定位的目的就是限制工件的自由度。六點定位原理就是通過六個支撐點來分別限制工件的六個自由度，用這種方法就可以確定工件在空間的具體位置了。

（2）定位中需要注意的問題

①定位和加緊有區別。機械加工指的是工件在加工時，在空間的不確定性。這里要特別注意的是：定位和加緊是有區別的，加緊意味著工件被固定，其位置不可再改變，但它在空間的具體位置不一一定是 確定的。定位是在夾具中獲得了準確的位置。②六點定位中“點”的含義.六點定位中的“點”是指限制工件的自由度面不是簡單的機械接觸點。工件和工作臺的接觸點可能有許多面工件在空間的自由度個數則是有限的。

（3）工件的四種定位方式

①完全定位。工件的自由程度被完全限制的定位方式成為完全定位。②不完全定位。按照具體的加工要求，對工件的部分自由度進行限制的定位方式成為不完全定位。③欠定位。在按照工序進行加工時，有些本應定位的自由度未被定位，這種定位方式稱為欠定位。④過定位。與欠定位相反，在按照工序進行加工時，有些本不應定位的自由度被定位了，這種定位方式稱為過定位。

5結束語

工裝夾具作為生產環節中用來提高精度的設備，可以使得產品的誤差減小、質量提升的同時減輕工人工作強度，它的研究和創新在提高效率和經濟效益方面非常具有現實意義。

參考文獻

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