機械加工中工裝夾具定位方法設計研究

李云鵬

摘? 要：進行機械加工中，工裝夾具的定位設計，從本質上講，要根據夾具定位元件和工件某些基準檢進行元件的接觸點的設計，例如，在工件選擇的過程中，做好定位基準選擇的相關環節控制，實現對工件自由度的有限控制。有效限制基本原則是將加工過的表面進行定位，同時按照粗基準和精細基準兩個部分的工序完成毛坯表面的定位設計，包括夾具定位元件接觸部分和沒有加工過的毛坯表面等，都屬于機械加工工程定位設計范疇。該文圍繞機械加工與工裝夾具的定位設計展開研究，對于工裝夾具定位設計的定位基準選擇進行論證。

關鍵詞：機械加工? 工裝夾具? 定位設計

中圖分類號：TG75 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）02（a）-0055-02

機械加工工件過程中需要對于工裝夾具進行定位設計，這對于提高生產效率和提高產品質量具有重要意義。由于工件在夾具中的定位，能夠限制工件的自由度，同時保證工件夾具定位元件接觸和加工面的設計合理。因此選擇合適的定位基準，對于工件加裝的定位設計質量提升具有技術支持作用。

1? 機械加工定位基準分類

在選擇定位基準的過程中選擇定位基準，對于零件表面位置精準度能夠產生直接影響。在工件安排和家具的結構設計中應給予高度重視，設計基準包括設計同樣基準、孔的中心線基準和對稱零件中心平面基準等，主要表現在生產對象的幾何要素關系點線面的劃分標準等方面。

從設計和工藝等方面，要將工裝夾具的結構進行深入的分析，充分考慮工件夾具加工過程中的所現所需，限制自由度數等數值，對于自由度限制的選擇性進行分析，以確保定位基準選擇的合理性[1]。

2? 工裝夾具設計基本原理

（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產生一定的差異。使用夾具輔助工具，工作重點是完成工裝工件裝夾任務。首先要確定機床和刀具上的工件位置。在整個機械加工過程中，確定位置的重要性是非常明顯的，確定好位置之后，將工件放置的機床上的相對位置定位是進行工件夾具的機床定位，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，為機床定位提供保障。如果沒有達到準確的位置，可能會發生位移或者是震動，因此確定好定位的位置，保證不會受慣性力和切削力的影響，工件夾具定位方法方能完成。在定位工件夾具進行定位和加工的過程中，凸顯出機械加工的重要性。

（2）采用六位定位方法，這一方法對定位原理進行了全面的落實，是一種比較常見的定位方法，在短時間內對于定位問題可以予以解決，并且解決定位的誤差，保證計算準確性。通過三維空間背景下實現精確的定位，是當前的技術升級后的結果，并主要任務是合理限制工件部分或全部的自由度，通過6個支撐點來限制工件的自由度，作用于不同力學，在機械加工自由度上實現三維空間的設定，對夾緊和定位概念進行有效區分，三維空間內的位置對于工裝夾具的設計來說變化趨勢不會太大。但是以此并不能認為空間位置就可以被確定，根據六位定點原則來看，工件的定位要在夾具設計中首先要獲取準確位置，確保被定位的位置不會受到外力影響，尤其是在夾緊的過程中，作為工件限制自由度的點，不允許被理解為接觸點，而是要定義為支撐點，發揮支撐點作用，在對夾具進行運用的時候，支撐點能夠通過定位有效地對自由度進行限制，這對于定位元件來說，能夠提升定位的準確性，有效地限制其自由度，保證支撐點不會出現問題[2]。

3? 機械加工的輔助機制

（1）機械加工的輔助技術不屬于零件工件表面的基準，但是能夠幫助機械家具在加工的時候達到更好的定位。有部分的零件次要表面受到工藝影響，適合進行定位基準，因此增強加工的基準程度與表面的質量，通過定位過程中的應用，被認為是輔助基準的。相關表面的裝配機制要求提高機械加工的準確度，就要通過機械加工的輔助機制來提高精準度，通常情況下會選擇設計基準和裝配基準，將定位基準進行設定，實際表面不會受到工藝影響，也可以在定位過程中增強加工的基準程度和表面的質量。

（2）現代工裝夾具的標準化需求，是需要遵循國家的相應標準，進一步完善通用夾具和組合夾具的標準，對工裝夾具提出了更高的精度要求。例如，在勞動生產率提高的情況下，為了減輕工作人員的勞動強度，在車床上應用的高速定心卡實驗中，傳所需要達到9000r/min，這需要使用電動虎鉗工具，才能具有高效化的效果，諸多工序特征、生產批量工作形狀和尺寸等，需要有可靠的調整和組合方法，以保證工裝夾具的柔性化達到設計要求。對于不可拆的專用夾具，可以改造為可拆工具，以擴大工裝夾具的柔化程度，確保夾具結構具有可調性。在機床夾具和分類上加緊過程中，引導到重要位置發揮作用，保證工件在相對機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性強，生產效率高。

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

4? 結語

當前針對機械加工的自由度概念而言，力學中的自由度有一定的差別，機械加工過程中對于工件三維空間的不確定性要予以注意。隨著機械加工技術的技術進步和發展，在定位設計過程中應用六點定位原則，在實際加工過程中用可靠的夾具設計方法，以保證工件位置的準確性，做好自由度的限制。這些措施能夠進一步提高工件的加工質量和加工效率，對于工裝夾具的快速準確定位提供技術支持。

參考文獻

[1] 梁榮堅.機械加工中的工裝夾具定位設計方法[J].機械管理開發，2019，34（2）：3-4.

[2] 張樹勛.機械加工中的工裝夾具定位設計方法[J].山東工業技術，2018（11）：70.

[3] 王超，方輝，陳靖.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.