淺談自動化加工中機床夾具設計

鄭云龍

摘? 要：面對日益成熟先進的現代化工業科技，對比曾經傳統的老式工業模式，可以說是迥然不同的。對現如今的加工工業流線上，已經實現用機器代替工人來進行精準加工，工人現在的工作就只需要在旁邊對儀器進行控制即可。針對于自動化形式的加工中，機床的夾具作為常規用具之一，有著至關重要作用。夾具是將工件、機床和切割具進行統一編排的工業用具，其可以保障加工產品的精確性和一致性，不僅可以保證質量，加工效率還很高。對于機床夾具的設計，并非只是加工一個普通夾具即可，還必須考慮到相關加工時的規格、定位的準確度、強度要求、后續清潔和維護等一系列問題。

關鍵詞：自動化加工? 機床夾具? 定位? 強度要求

中圖分類號：TG751 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（a）-0056-02

在現代化的工業加工流水線上，與老式的加工程序有諸多差異，隨著自動化機器的引入后，工廠的工人們可以解放雙手，將加工流程和加工處理全權交給機器。這種自動化加工模式帶來非常多的便利，直接推動了工業發展速度進程。全程交由機器進行加工，不但會提高加工的精確度，且不會出現人工加工時出現的因外界因素或疲勞等導致的誤差，而且加工出的產品基本一致，不會發生偏移。自動化加工的出現，大幅度提高工業生產加工的效率，而在自動化加工中，使用機床夾具作為加工中的基礎部件，正是給加工帶來效益和速率的根本原因。夾具不僅可以穩定夾持工件，不會晃動，而且不再需要對工件進行找正標位等步驟，實現一體化，大大提高了加工效率。機床夾具是根據工件基準，然后準確夾持，使得在加工生產時，工件和機床還有加工刀具的位置相對精準，不會發生偏移。而且機床夾具一旦確定，然后開始準確工作，就可以進行大規模生產，實現大批量的工業加工，加工出來的工件基本一致，不會有明顯差異。不過正是因為這點，導致加床夾具具有專一性，一種夾具只能實現一種工件的加工生產，一旦換個工件，原來的夾具將毫無用處，所以機床夾具一般都用作進行大規模加工生產或者工件較為一致的工程。而對于機床夾具，其還存在制造難度較大、耗時較長、費用較高等不足。

1? 機床夾具的設計思路

機床夾具結構由定位文件、夾緊設施、對刀設施、連接器件和夾具體等元件組成，夾具在機床加工工藝過程中，不單單起到一個簡單夾持穩定的作用，其還負著定位工件、校準、對刀和工藝銜接等重要責任。在進行機床夾具設計時，需要事先了解相關工件的基準位置、中心線、添料方式、夾具的形態結構和定位點等信息，使用更為合理的夾緊方法。

2? 定位操作的設置原理

機床夾具中的定位元件是為了保證工件放置在正確位置，讓工藝體系坐標位置達到統一，確保在進行加工時，切刀具可以準確無誤地切割到應該切到的位置，定位元件是跟加工工件的定位基準進行重合的。在進行定位，首先要對工件的運動進行相關的阻礙，使得工件不能進行自由運動，這里的自由運動細分為關于X、Y、Z軸3個方向和各自繞X、Y、Z軸進行轉動的相關運動。在進行工件加工時，根據工件類型，分別采取不同的加工定位手段：如果是沒有定位點的工件，一般就使用到6個定位點，具體是在工件的3個不同垂直面上，選取3個定位點、2個定位點和1個定位點。如果是有定位點的工件，就會使用到一面兩銷的方法進行定位工作，具體就是有一個定位面、一個原銷和一個菱銷。這兩種方法中，更為方便、使用最為最廣的，就是一面兩銷，但對于這種方法有幾個需要特別留心的事項：首先，在選取菱銷的時候，其角度必須要跟圓銷的連線保持垂直關系，這樣才能更為精確無誤（如圖1中所示）;其次，對于工件上設有的定位孔，由于在進行之后的操作手藝里，夾具穩定夾持住工件是需要插入工件的定位孔的，所以在進行銜接插入過程中，容易撐壞損毀工件定位孔，所以在進行工件定位孔加工時，對其外圍只需要進行細微加工，孔徑留大留多，確保加工時定位孔的精度（如圖2所示）;再次，對于定位塊的大小要保證與其余所有夾具的規格保持一致，可以進行拆卸更替;最后，對于定位塊的設計要有清理余料能力，保證在進行加工時，余料廢料不會留在定位面，導致切削加工出現誤差。

3? 夾緊裝置的設置原理

夾緊裝置在進行工件加工時，起到對工件的夾持和固定，確保工件不會晃動，影響加工精度。在進行夾持時，確保夾緊點跟定位塊是在一條線的位置，這樣可以在夾緊過程中，不會有太多的力作用在工件上，工件不會損毀，提高加工的準確度。而夾緊力并非就可以隨意選擇的，因為夾緊力還是有作用的，不過主要是在定位塊上，如果力過大，會導致定位塊損毀。而在進行實際操作加工時，有時候水平力過大，會導致工件發生水平晃動，所以還需要對夾持裝置設置水平防抖裝置。而有的工序中，元件會發生形狀大小變化，這時就會發生松動，所以對夾緊裝置要設有感應自動緊合設置。

4? 對刀和引導元件的設置

在進行工件加工的過程中，必須要先了解到工件和刀具的各自坐標，以及加工時各自所應處的坐標位置。而對刀和引導元件的職責，就是要確保原件和加工刀具要時刻保持相對理想的距離。加工之前，對刀元件就需要引導切割刀具處于位置零點，也就是初始坐標，加工時，引導元件就需要時刻記錄切割刀具坐標并帶領切割刀具前往正確的加工坐標上去。有了這兩個調焦元件，才能確保在處理工件時，進行精準加工。

5? 連接元件和夾具體的設置

對于夾具要保持與機床長期的穩定銜接，就需要在夾具和機床之間構建一個穩固的連接元件，而夾具體就是為了確保夾具上每一個元件都能牢牢連接在夾具上。

6? 結語

在工業加工中，高效率的自動化加工已成為主導，并且不可逆轉，為了保證這一工業進步可以持續有效的長存下去，就必須對相關的器械進行調整完善和創新，對加工流程進行更為合理的優化。對于機床自動加工，其有著高效有序、精準無誤、快捷方便等優點，已經成為主流加工方式，而機床構件夾具的存在，使得加工準確、夾持穩固，實現大規模有效生產。而對于常用夾具也存在著缺陷和不合理之處，所以，在往后工作中，要對機床夾具進行合理的改善設計。

參考文獻

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