基于機械加工工裝夾具的定位科學設計

李韶華 王旭 李小花

摘要：在機械加工日常作業中，常常需要根據加工要求對設備工件進行調試，為了提高工件的加工精確度，就需要用到工裝定位夾具。工裝夾具的在實際機械加工中作用較大，在設備上運用工裝夾具既可以保證加工精度進而保證產品質量，又可以極大的縮短產品生產的工期。目前，機械加工工裝夾具已經被廣泛的應用到各地企業的生產制造中。本文基于簡要分析了工裝夾具的定位基準，對現有市場上工裝夾具的最新定位設計方法進行歸納總結，揭示工裝夾具的普遍設計規律，并對加工作業過程中的輔助基準進行分析。

關鍵詞：機械加工;科學設計;工裝夾具

1 機械加工的定位基準

在我們的日常機械加工中，設備與加工環節的對接情況是非常重要的，只有保證了機床和道具之間的定位準確，才可保證其加工的質量。定位基準是夾具定位過程中不可缺少的部分，可以直接關系到夾具能否發揮出應有的作用。其確定是要參考零件的設計基準的，總的來說其定位有五原則，這五個原則一是定位基準和設計基準必須是重合的，一次來降低制造的誤差。二是基準必須要統一，避免各部件之間的不協調。三是我們要將要加工部件的基準參數作為定位基準。四是要互為基準，這樣我們即使對加工項目反復加工也不會出現太大的偏差;五是要確立基準，以準確定位工件，這樣我們才可以使加工更加的方便快捷。

在我們日常定位基準的時候，其實也可以將其分為粗、精兩類基準的，在我們將沒有加工過的界面面看做定位基準時，這個基準就可以看做是粗基準;而當我們用已經打磨成型的截面作為定位基準時，那么這個基準就是精基準。在將粗基準作為標準時，我們可以借助其設計圖紙一定要將工件的加工面和不加工面之間的空間位置定位好。舉一個簡單的例子，當我們選用的粗基準是為加工表面的時候，那么我們為了達到加工面與不加工面空間上的要求，我們就要以加工面當粗基準，如有多個時，我們選擇和加工面空間要求最高的那個不加工面當粗基準即可，這樣我們所加工出來的成品其外形的對稱度會更高。當毛坯孔和其對應的外圓間空間上的中心偏移還是很高的情況下，我們要以其無需加工的外圓作為基準時，此事的工裝夾就要定位在三爪自定心卡盤里。同時我們在鏜孔時還要能消除毛坯和軸心之間的誤差，這樣操作得出來的工件才是壁厚均勻的。在以精基準作為基準的時候要求更高，其在加工時的基準都要是統一重合的，而且在互為基準時的誤差要求就更小了。當然了我們在進行粗、精兩類基準的定位時，我們都要根據實際工件的要求來定位的，同時我們還要控制好工件的自由度。這樣無論粗、精兩類基準其加工工件的準確度才是有保證的。

2 工件裝夾以及夾具的設計中的原理

我們在日常的機械加工中，我們所遇到的加工工件類型會有很多種，因此采用的加工設備和加工方法也就不盡相同，這就要求我們能夠根據不同工件的需要來采用不同的加工工藝進行加工，同時更新工件裝夾方式并且要找到最合適的夾具類型，這樣工件才可快速定位，提高我們的實際加工效率。科學的工件夾具設計有利于幫助施工人員快速準確的找到合適的夾具并進行裝夾。設計者在設計過程中也應該預判到具在使用時會出現的所有問題事故，有針對性的設計以提高其適用性。若設計的夾具僅針對一類工件，那就是一個很失敗的夾具設計了，因此，我們在設計夾具時一定要保證它的通用性。最好是像萬能充電器一樣的夾具，能夠與多數對象相適配，就是很完美的了。我們在設計夾具時也有幾項基本規律是要遵守的。第一，夾具的設計要根據工件的需求來制定，必須對其適應性良好;第二，設計的夾具其要能使工件、設備、夾具三者固定牢固。在加工時工件的位置通過夾具是必須能夠固定牢靠的，如有松動那工件的精度就難保證。第三，遵循一定的規律來定位工件，我們最常見的也是相對最有效的就是六自由度定位法。通俗的來講就是我們為了保證工件的加工精確度，限制了工件在其對應的六白由度空間里的移動，當然了這個限制也是通過夾具來實現的，同時我們在六自由度限制時，可根據我們的實際加工需要來確定到底要限制幾個自由度即可。

3 好機械加工中的輔助基準

輔助基準在我們加工工件時還是很常見的，其是一種可以方便我們加工工件以及輔助我們測量的基準，它就是我們為了追求更高的工藝精度而應運而生的。該基準不參與工件精確度的確立，它僅是參與工件程序完善的一種輔助參考標準。就像我們為了方便裝夾工件，統一基準，人為設計了一種可以輔助我們準確進行工件夾裝的定位標準，這個標準就可以稱之為是輔助基準。又比如我們經常見到的毛坯工藝凸臺上的中心孔，它的出現就不是為了滿足我們加工工件的需求，而是為了輔助我們準確將工具進行定位，因此它就屬于我們常說的輔助基準。再比如像是零件的次要表面，我們在必要的時候是要將它們當做定位基準來進行工件的加工的，其也是輔助基準。總的來說我們想要保證工件的加工精度以及順暢度那么輔助基準就是必不可少的了。

總結

在進行機械加工工裝夾具的定位科學設計過程中，不僅要從現有的設備情況出發，還要遵循其應有的一些規律。我們要選好生產中定位基準保證定位準確，我們可以以基準重合等原則因地制宜的找到適合我們實際情況的基準。同時，夾具的通用性、實用性也是設計環節需要考慮的重要因素，實現工件、設備、夾具的互相固定。當然了如果有需要我們還可以借助輔助基準來提升工件的加工精確度。

參考文獻：

[1]吳碼，張軍，黃勝. 柱梁焊接工裝夾具設計[C]//鋼結構技術與工程應用最新進展——2014中國建筑金屬結構協會鋼結構分會年會和建筑鋼結構專家委員會學術年會論文集.，2014：300-304

[2] 提高檢驗工序混合電路日均檢量 中國電子科技集團公司第二十四研究所加速QC小組[C]//2007年度電子信息行業優秀質量管理小組成果質量信得過班組經驗專集.[出版者不詳]，2007：125-133.

[3]夏雪寶，明志茂，趙可淪，余云加，張波.大型機柜振動工裝仿真優化設計及試驗驗證[J].機械研究與應用，2021，34（05）：53-55.