试论机械加工中的工装夹具定位设计
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摘 要：工件加工夹具定位就是保障工件依照相应的基准面和夹具定位元件进行接触，能对工件自由度有效调控。在选取工件过程中，定位设计主要分析哪些表面和夹具定位元件之间会产生接触性。在定位基准中，优良与粗糙的基准是重要组成部分。在初始设计阶段要粗略性参考，针对粗糙表面不需要作为基准进行处理。
关键词：机械加工；工装夹具；定位设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.034
在机械加工过程中工装夹具具有较大应用价值，对机械加工质量会产生较大影响。对加工效率具有较大影响，所以优化工装夹具定位设计研究具有重要意义。本文主要分析机械加工定位基准有效分类，分析工装夹具设计原理，旨在提升机械加工效率与整体质量。
1 机械加工定位基准
定位基准控制对机械加工影响较大，会影响到各类零件加工进度与大小等，对生产加工技术工艺与夹具结构也会产生较大影响。所以对定位基准合理选择具有重要作用，在机械制造过程中，通过生产阶段不同几何图形元素分析线表面之间存在的各项关系。定位基准在判定过程中需要分析零件设计基准，在具体定位过程中需要确定五项基本原则，首先要保障设计基准与定位基准之间能相互重合，防止产生制造误差。其次在不同加工项目中需要对相同基准要求进行判定，将加工项目当做是定位基准，对机械项目加工中的不同基准为基础，项目之间相互协作参照，对项目重复加工。通过确立基準能使得各类工件定位精确性更高，在生产加工过程中便捷性更强。定位基准能划分为精基准与粗基准，粗基准主要是将各类产品毛坯面作为定位基准，精基准是对已经加工制造过的表面作为定位基准。粗基准选取过程中要对加工面与不加工面连接的空间进行分析，结合设计图判定加工面和不加工面精确位置。在定位基准选取过程中，要对各类工件生产加工要求进行分析，避免不合理选取定位基准对后续生产加工质量产生较大影响。在工件自由度控制过程中，选取最佳的定位基准进行工件加工[1]。
2 工件装夹与夹具设计基本原理
各类工件在设计与加工过程中存在较大差异性，在生产加工之前要选取最合理的工具装夹方式，选取实用性较强的夹具，能促使工件加工活动稳定进行。各类工件装夹过程中要应用到较多夹具，需要对夹具进行设计与加工。在设计阶段需要分析多项问题，重点分析夹具适用性特征。夹具在正常情况下可以应用多种相似性较大的工件进行装夹，这样能提高加工效率，还能对夹具加工成本进行控制。夹具依照加工工件精心设计。在应用阶段要确保设备、工件、夹具之间能相互固定，确保加工生产的工件具有完整的功能。夹具在设计中需要多方面综合分析，促使工件、夹具、设备能稳定应用[2]。
在正常应用阶段，夹具对各个工件进行固定与定位，需要保障工件加工阶段不会产生较大位移，防止对工件加工精度产生较大影响，还会降低工件基本应用功能。所以在工件定位阶段需要提升加工定位精度，提升加工精确性。工件定位阶段需要对定位原理进行分析，掌握最基础的定位方法与原理，防止定位问题对后续加工精度产生较大影响。工件在定位过程中常见的定位方式是六自由度定位法，每个工件在空间中都具备六个自由度，分别是上下、左右、前后，要保障工件在空间范围中有六个方面能有效移动，加工阶段不会产生较大偏移，对工件六个自由度进行合理控制。但是对工件六个自由度都进行限制，会导致原件产生过定位，所以在具体加工中需要结合具体情况进行选择性定位，提升工件加工生产精度[3]。
3 夹具分类
机床夹具是机床上刀具引导以及工件装夹的重要应用装置，在具体应用阶段具有良好的定位作用，促使工件更加精确，还能将工件稳定夹紧。在装夹过程中要将工件有效定位与夹紧，在定位阶段要确保机床以及夹具具有更加精确的位置，夹紧过程中对工件添加相应外力，防止工件在生产加工过程中受到外力作用而导致位置发生变动。机床夹具主要有组合夹具、专用夹具、通用夹具。其中通用夹具标准程度较高，能有效适应多样工件生产加工应用。例如车床中常见的三爪卡盘、回转工作台以及平口钳分度头等，此类通用性夹具大多都是通过专业化工厂进行生产制造，作为机床重要附件向用户提供。通用夹具标准化程度较高，适应性能较强，但是生产效率有待提升。大多都是应用在小量以及单个产品生产中，专用夹具就是某个产品生产加工中专门设计的夹具，此类夹具结构较为紧凑，应用阶段便捷度较高，能有效提升产品加工生产效率和精度，但是此类夹具设计周期较长，生产制造成本较高[4]。
4 机械加工辅助基准
在工件定位中，为了提升加工面位置进度，可以将装配基准以及选择设计作为重要基准，此类基准都是位于零件主表面中。对部分位置进行处理时，为了便于安装模板，可以创建基于人的基准，其与基准工作面没有较大联系，主要是为了更好地适应技术生产工艺要求，所以将其视为辅助基准。其次，受到过程影响的次表面一部分可以视为定位参考，能便于提升参考水平的处理，表面质量能定位过程具有较大联系，也能将其作为辅助基准。
5 结语
综合上述，近些年我国机械加工技术整体发展速度逐步加快，对产品生产加工精度提出了更多更高的要求。所以当前在生产加工过程中需要发挥出工装夹具应用价值，提升加工工件位置精确性。在定位设计阶段，需要通过六点定位原则控制工件自由度，使得工件在夹具中能精确化定位，提升加工质量与加工效率。
参考文献：
[1]王超，方辉，陈靖等.机械加工中工装夹具的定位设计的现代研究[J].科学与信息化，2017（29）：123+126.
[2]王雪峰，孟庆兵，王卓等.机械加工中工装夹具的定位设计及其价值研究[J].装饰装修天地，2017（14）：150.
[3]王存荣.机械加工中工装夹具的定位设计及其价值研究[J].低碳世界，2016（15）：254-255.
[4]金莉.机械加工中工装夹具的定位设计及其价值的现代研究[J].科学与信息化，2017（26）：70+73.
作者简介：尤世杰（1988-），男，河南林州人，本科，助理工程师，从事加工中心夹治具设计研发工作。
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