工裝夾具機(jī)械加工關(guān)鍵問題研究

趙遠(yuǎn)征

【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展，各行各業(yè)方興未艾、百?gòu)U俱興，不同規(guī)模的企業(yè)和公司相繼涌現(xiàn)涌現(xiàn)，在現(xiàn)代社會(huì)，出現(xiàn)了越來越多種類的物品供人們?nèi)粘Ｊ褂?，小到手機(jī)、電腦大到汽車、飛機(jī)，它們的生產(chǎn)都離不開車床的加工，重工業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，它們昭示著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展和國(guó)家實(shí)力的騰飛。而機(jī)械工件在加工的過程中，需要很精確的測(cè)量，準(zhǔn)確的定位，才能使得被加工產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)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(guó)內(nèi)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備夾具生產(chǎn)加工的的相關(guān)問題，希望可以對(duì)從業(yè)者們提供一點(diǎn)參考和幫助。

【關(guān)鍵詞】工裝夾具;機(jī)械;加工

引言

機(jī)械制造行業(yè)離不開金屬切削機(jī)床，但是在生產(chǎn)過程中，往往會(huì)因?yàn)闄C(jī)床內(nèi)部的共振、沖擊等問題而產(chǎn)生一些誤差，夾具的設(shè)計(jì)就是為了解決這方面的問題，夾具通過緊實(shí)的夾緊力將被加工部件固定，使得加工時(shí)不發(fā)生移位等問題，夾具在18世紀(jì)左右出現(xiàn)了雛形，隨著科學(xué)技術(shù)和時(shí)代的發(fā)展，工裝夾具本身也被不斷的設(shè)計(jì)和革新，它已經(jīng)從當(dāng)初偶爾才會(huì)使用的輔助工具，變成了現(xiàn)在功能齊全、門類豐富的工藝流程中不可或缺的機(jī)械部件。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，中小批次種類的機(jī)械工件占總數(shù)的比例越來越大，在現(xiàn)代社會(huì)中，為了更好的適應(yīng)市場(chǎng)的要求，對(duì)其產(chǎn)品的公差、精度要求越來越高了，因此夾具作為保障加工質(zhì)量的重要工具，在提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、以及替代工人的技術(shù)操作方面的用途就顯得意義重大，是自動(dòng)化生產(chǎn)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(jī)械加工中的關(guān)鍵問題。

1夾具的意義

夾具的制造在機(jī)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(shí)間，提高勞動(dòng)效率，降低加工成本，提升經(jīng)濟(jì)效益;其次是夾具的出現(xiàn)使得加工部件的精度得到了保障，使得大批量的產(chǎn)品能有穩(wěn)定的加工質(zhì)量;然后是將對(duì)工人的專業(yè)水平不再那么苛刻，降低了技術(shù)要求，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證成產(chǎn)的安全性;擴(kuò)大了機(jī)場(chǎng)的工藝范圍，使得機(jī)床職能增加;最后是通過夾具的加持，使得成產(chǎn)程序的自動(dòng)化程度有所提高。從在整個(gè)系統(tǒng)中的地位來看，夾具與其他環(huán)節(jié)有很大的不同，工件加工的動(dòng)態(tài)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(yuǎn)大于其他環(huán)節(jié)，剛度本身的形變?nèi)缋靿嚎s等都微小到可以忽略不計(jì)的情況下，整個(gè)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(chǎn)環(huán)節(jié)中，有經(jīng)驗(yàn)的工作人員往往可以揩油修正夾具定位元件的方法進(jìn)行補(bǔ)償，從而抵消掉其他環(huán)節(jié)因?yàn)閯偠炔粔虻仍蛩a(chǎn)生的誤差，這就是夾具的意義所在。

2夾具的簡(jiǎn)述及設(shè)計(jì)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(shí)際過程中運(yùn)用到機(jī)械加工上的要求也是千差萬別的。因此再利用工裝夾具對(duì)機(jī)械進(jìn)行加工前需要對(duì)機(jī)床與刀具上的工件位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，以此來提高加工標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)械加工的整個(gè)過程中，重點(diǎn)工作應(yīng)該放在夾具的組裝和去誤差以及要完成的夾裝任務(wù)上，這樣才能高精度的完成機(jī)械加工。在定位工件時(shí)，工作人員需要首先測(cè)量出高精度的數(shù)據(jù)，因?yàn)楣ぜ罱K的精度會(huì)直接影響成品的質(zhì)量，定位工件時(shí)存在著三種相對(duì)位置情況：其一，工件的定位是相對(duì)于夾具來定位的;其二工件的定位是相對(duì)于機(jī)床來定位的;其三，夾具的定位是相對(duì)于機(jī)床來定位的。根據(jù)實(shí)際的加工經(jīng)驗(yàn)來看，工件的定位要比機(jī)床定位的精度更高。隨著機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的壯大，其機(jī)床的制造水平也越來越高，人們對(duì)產(chǎn)品的要求也越來越高，因此，為了滿足用戶的需求，對(duì)夾具的要求也水漲船高，現(xiàn)代工裝夾具的發(fā)展方向大致有四點(diǎn)：（1）標(biāo)準(zhǔn)化，所有的工裝夾具都必須嚴(yán)格的遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這樣做才能確保機(jī)械在加工過程中能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品的加工，通過機(jī)械業(yè)內(nèi)制定統(tǒng)一的標(biāo)注，這樣工裝夾具在生產(chǎn)時(shí)才能更加的快捷，標(biāo)準(zhǔn)化的意義在于通過統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)，全面提高了標(biāo)準(zhǔn)件的市場(chǎng)適應(yīng)性，可以產(chǎn)生跟完備的體系，便于后期的管理和維修，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品成產(chǎn)的商業(yè)化、加快了自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率，降低了時(shí)間成本。（2）緊密化，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，其中包括了使用壽命和精度要求，所以對(duì)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(shù)量在逐步增加，未來的市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求只會(huì)越來越高。（3）高效化，使用工具進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的加工就是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的一種有效手段，高效化是必不可少的一點(diǎn)，夾裝工具做到高效化和自動(dòng)時(shí)，可以分擔(dān)很大一部分工人的工作強(qiáng)度，切削速度更快精確度更高，從而可以提高生產(chǎn)效率。（4）柔性化，柔性化指的是在面對(duì)不同產(chǎn)品的成產(chǎn)要求時(shí)可以通過對(duì)工裝夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)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(jī)械產(chǎn)品的效果，夾具的柔性是必須提升的點(diǎn)，需要將其不可拆分的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢圆鹫{(diào)重組的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同情況的工作環(huán)境。

3誤差的產(chǎn)生

機(jī)械制造中誤差是不可能消除的負(fù)面因素，但是可以通過具體的定位方式和幾何形狀，進(jìn)行科學(xué)分析與研究;在機(jī)械制造工藝過程中最重要的概念就是基準(zhǔn)，基準(zhǔn)就是其他加工部位用來作參考的點(diǎn)線面，可以分為工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)，由于設(shè)計(jì)人員和加工制造所使用的的基準(zhǔn)不同，導(dǎo)致工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)可能重合也可能不重合?；鶞?zhǔn)不重合誤差是指在機(jī)械零部件加工過程中，當(dāng)定位記住與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，用△B來表示，它僅與基準(zhǔn)的選擇有關(guān)，通過對(duì)工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)位置的調(diào)整，可以使得基準(zhǔn)不重合誤差的值減小;基準(zhǔn)位置誤差是指在機(jī)械加工中，當(dāng)工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)發(fā)生位置的便宜或改變，會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)為位移誤差，用△Y表示，在機(jī)械工藝分析過程中，定位誤差用△D表示嗎，而基準(zhǔn)補(bǔ)充和誤差和基準(zhǔn)位移誤差統(tǒng)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(diǎn)定位原理，工件在未定位時(shí)在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個(gè)自由度，工件定位的目的就是限制工件的自由度。六點(diǎn)定位原理就是通過六個(gè)支撐點(diǎn)來分別限制工件的六個(gè)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(qū)別。機(jī)械加工指的是工件在加工時(shí)，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(qū)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(zhǔn)確的位置。②六點(diǎn)定位中“點(diǎn)”的含義.六點(diǎn)定位中的“點(diǎn)”是指限制工件的自由度面不是簡(jiǎn)單的機(jī)械接觸點(diǎn)。工件和工作臺(tái)的接觸點(diǎn)可能有許多面工件在空間的自由度個(gè)數(shù)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(duì)工件的部分自由度進(jìn)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(jìn)行加工時(shí)，有些本應(yīng)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(jìn)行加工時(shí)，有些本不應(yīng)定位的自由度被定位了，這種定位方式稱為過定位。

5結(jié)束語(yǔ)

工裝夾具作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中用來提高精度的設(shè)備，可以使得產(chǎn)品的誤差減小、質(zhì)量提升的同時(shí)減輕工人工作強(qiáng)度，它的研究和創(chuàng)新在提高效率和經(jīng)濟(jì)效益方面非常具有現(xiàn)實(shí)意義。

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