基于機械加工工裝夾具的定位科學(xué)設(shè)計

李韶華 王旭 李小花

摘要：在機械加工日常作業(yè)中，常常需要根據(jù)加工要求對設(shè)備工件進行調(diào)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(shè)備上運用工裝夾具既可以保證加工精度進而保證產(chǎn)品質(zhì)量，又可以極大的縮短產(chǎn)品生產(chǎn)的工期。目前，機械加工工裝夾具已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各地企業(yè)的生產(chǎn)制造中。本文基于簡要分析了工裝夾具的定位基準(zhǔn)，對現(xiàn)有市場上工裝夾具的最新定位設(shè)計方法進行歸納總結(jié)，揭示工裝夾具的普遍設(shè)計規(guī)律，并對加工作業(yè)過程中的輔助基準(zhǔn)進行分析。

關(guān)鍵詞：機械加工;科學(xué)設(shè)計;工裝夾具

1 機械加工的定位基準(zhǔn)

在我們的日常機械加工中，設(shè)備與加工環(huán)節(jié)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(zhǔn)確，才可保證其加工的質(zhì)量。定位基準(zhǔn)是夾具定位過程中不可缺少的部分，可以直接關(guān)系到夾具能否發(fā)揮出應(yīng)有的作用。其確定是要參考零件的設(shè)計基準(zhǔn)的，總的來說其定位有五原則，這五個原則一是定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)必須是重合的，一次來降低制造的誤差。二是基準(zhǔn)必須要統(tǒng)一，避免各部件之間的不協(xié)調(diào)。三是我們要將要加工部件的基準(zhǔn)參數(shù)作為定位基準(zhǔn)。四是要互為基準(zhǔn)，這樣我們即使對加工項目反復(fù)加工也不會出現(xiàn)太大的偏差;五是要確立基準(zhǔn)，以準(zhǔn)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?nèi)粘６ㄎ换鶞?zhǔn)的時候，其實也可以將其分為粗、精兩類基準(zhǔn)的，在我們將沒有加工過的界面面看做定位基準(zhǔn)時，這個基準(zhǔn)就可以看做是粗基準(zhǔn);而當(dāng)我們用已經(jīng)打磨成型的截面作為定位基準(zhǔn)時，那么這個基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在將粗基準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)時，我們可以借助其設(shè)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(dāng)我們選用的粗基準(zhǔn)是為加工表面的時候，那么我們?yōu)榱诉_到加工面與不加工面空間上的要求，我們就要以加工面當(dāng)粗基準(zhǔn)，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(dāng)粗基準(zhǔn)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(dāng)毛坯孔和其對應(yīng)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(zhǔn)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(zhǔn)作為基準(zhǔn)的時候要求更高，其在加工時的基準(zhǔn)都要是統(tǒng)一重合的，而且在互為基準(zhǔn)時的誤差要求就更小了。當(dāng)然了我們在進行粗、精兩類基準(zhǔn)的定位時，我們都要根據(jù)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(zhǔn)其加工工件的準(zhǔn)確度才是有保證的。

2 工件裝夾以及夾具的設(shè)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(shè)備和加工方法也就不盡相同，這就要求我們能夠根據(jù)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?？茖W(xué)的工件夾具設(shè)計有利于幫助施工人員快速準(zhǔn)確的找到合適的夾具并進行裝夾。設(shè)計者在設(shè)計過程中也應(yīng)該預(yù)判到具在使用時會出現(xiàn)的所有問題事故，有針對性的設(shè)計以提高其適用性。若設(shè)計的夾具僅針對一類工件，那就是一個很失敗的夾具設(shè)計了，因此，我們在設(shè)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(shù)對象相適配，就是很完美的了。我們在設(shè)計夾具時也有幾項基本規(guī)律是要遵守的。第一，夾具的設(shè)計要根據(jù)工件的需求來制定，必須對其適應(yīng)性良好;第二，設(shè)計的夾具其要能使工件、設(shè)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(guī)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?yōu)榱吮ＷC工件的加工精確度，限制了工件在其對應(yīng)的六白由度空間里的移動，當(dāng)然了這個限制也是通過夾具來實現(xiàn)的，同時我們在六自由度限制時，可根據(jù)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(zhǔn)

輔助基準(zhǔn)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(zhǔn)，它就是我們?yōu)榱俗非蟾叩墓に嚲榷鴳?yīng)運而生的。該基準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。就像我們?yōu)榱朔奖阊b夾工件，統(tǒng)一基準(zhǔn)，人為設(shè)計了一種可以輔助我們準(zhǔn)確進行工件夾裝的定位標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)就可以稱之為是輔助基準(zhǔn)。又比如我們經(jīng)常見到的毛坯工藝凸臺上的中心孔，它的出現(xiàn)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(zhǔn)確將工具進行定位，因此它就屬于我們常說的輔助基準(zhǔn)。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(dāng)做定位基準(zhǔn)來進行工件的加工的，其也是輔助基準(zhǔn)。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(zhǔn)就是必不可少的了。

總結(jié)

在進行機械加工工裝夾具的定位科學(xué)設(shè)計過程中，不僅要從現(xiàn)有的設(shè)備情況出發(fā)，還要遵循其應(yīng)有的一些規(guī)律。我們要選好生產(chǎn)中定位基準(zhǔn)保證定位準(zhǔn)確，我們可以以基準(zhǔn)重合等原則因地制宜的找到適合我們實際情況的基準(zhǔn)。同時，夾具的通用性、實用性也是設(shè)計環(huán)節(jié)需要考慮的重要因素，實現(xiàn)工件、設(shè)備、夾具的互相固定。當(dāng)然了如果有需要我們還可以借助輔助基準(zhǔn)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(shè)計[C]//鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)與工程應(yīng)用最新進展——2014中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼結(jié)構(gòu)分會年會和建筑鋼結(jié)構(gòu)專家委員會學(xué)術(shù)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Q(mào)C小組[C]//2007年度電子信息行業(yè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組成果質(zhì)量信得過班組經(jīng)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(yōu)化設(shè)計及試驗驗證[J].機械研究與應(yīng)用，2021，34（05）：53-55.