机械加工中的工装夹具定位设计

机械加工中的工装夹具定位设计

史记

珠海博杰电子股份有限公司广东珠海519000

摘要：我们在日常的生产中使用工装夹具定位其实就是想要限制设备工件自由度而添加的，这一设计可以有效的提高工件的加工精确度，从而提高工件的品质，而本文呢则是从工装夹具的定位基准出发，深入的总结了工装夹具的最新的定位设计方法，并且还简要的解析了工装夹具的普遍设计规律，以及其在机械加工时的辅助基准。工装夹具的在实际机械加工中其作用还是很大的，工件设计上工装夹具其即可提高工件质量，又可提高机械加工的效率，实在是一举多得，是保证机械加工工作高效的必备设计。

关键词：工装夹具；定位设计；辅助基准

前言

在我们日常的机械加工中，工装夹具还是很常见的，其应用价值也很高。工件上加装了夹具后，其不仅可以提高机械加工产品的质量还可以使其加工效率倍增。正因为工装夹具有如此好的效果，所以我们优化其定位设计就意义重大了。本文就是在此基础上，有效的分类了机械加工时的定位基准，同时还分析了工装夹具的设计基本原理。希望本文的这些优化可以提升机械加工的效率和整体质量。

一、械加工的定位基准

在我们的日常机械加工中，我们需要考虑机床与道具的实际对接情况，只有像图一那样定位准确，才可保证其加工的质量，定位基准也就由此而来。其在夹具定位中扮演的角色还是很重要的，可直接影响夹具各部分的精度。其确定是要参考零件的设计基准的，总的来说其定位有五原则，这五个原则分别是（一）定位基准和设计基准必须是重合的，一次来降低制造的误差；（二）基准统一，避免各部件之间的不协调。（三）我们要将要加工部件的基准参数作为定位基准；（四）互为基准，这样我们即使对加工项目反复加工也不会出现太大的偏差；（五）确立基准以准确定位工件，这样我们才可以使加工更加的方便快捷。在我们日常定位基准的时候，其实也可以将其分为粗、精两类基准的，在我们将毛坯表面看做定位基准时这个基准就可以看做是粗基准，而当我们用已经加工好的工件的表面作为定位基准时，那么这个基准就是精基准。我们在选择粗基准时，我们可以借助其设计图纸一定要将工件的加工面和不加工面之间的空间位置定位好。举一个简单的例子，当我们选用的粗基准是为加工表面的时候，那么我们为了达到加工面与不加工面空间上的要求，我们就要以加工面当粗基准，如有多个时，我们选择和加工面空间要求最高的那个不加工面当粗基准即可，这样我们所加工出来的成品其外形的对称度会更高。就像下图1所示，毛坯孔和其对应的外圆间空间上的中心偏移还是很高的，所以当我们要以其无需加工的外圆作为基准时，我们的工装夹就要定位在三爪自定心卡盘里，同时我们在镗孔时还要能消除毛坯和轴心之间的误差，这样我们得到的工件才是壁厚均匀的。而精基准呢！其要求更高，其在加工时的基准都要是统一重合的，而且在互为基准时的误差要求就更小了。当然了我们在进行粗、精两类基准的定位时，我们都要根据实际工件的要求来定位的，同时我们还要控制好工件的自由度。这样无论粗、精两类基准其加工工件的准确度才是有保证的。

图1定位基准和毛坯孔与外圆示例

二、工件装夹以及夹具的设计普遍规律

我们在日常的机械加工中，我们所遇到的加工工件类型会有很多种，这就会导致我们所需的加工工艺也各异，这就要求我们能够根据不同工件的需要来确定最佳的工件装夹方式以及夹具类型，这样工件才可快速定位，提高我们的实际加工效率。我们想要快速准确的装夹工件，那首先夹具的设计就必须科学。其设计者也应了解夹具在使用时会出现的所有问题事故，有针对性的设计以提高其适用性。若设计的夹具仅针对一类工件，那就是一个很失败的夹具设计了，因此，我们在设计夹具时一定要保证它的通用性。最好是可以像下图2所示的夹具那样其能够适应对象的大多数变化就是很完美的了。我们在设计夹具时也有几项基本规律是要遵守的。第一，夹具的设计要根据工件的需求来制定，必须对其适应性良好；第二，设计的夹具其要能使工件、设备、夹具三者固定牢固。在加工时工件的位置通过夹具是必须能够固定牢靠的，如有松动那工件的精度就难保证。第三，遵循一定的规律来定位工件，我们最常见的也是相对最有效的就是如下图3所示的六自由度定位法。通俗的来讲就是我们为了保证工件的加工精确度，限制了工件在其对应的六白由度空间里的移动，当然了这个限制也是通过夹具来实现的，同时我们在六自由度限制时，可根据我们的实际加工需要来确定到底要限制几个自由度即可。

图2分度头

图3六自由度定位

三、好机械加工中的辅助基准

辅助基准在我们加工工件时还是很常见的，其是一种可以方便我们加工工件以及辅助我们测量的基准，它就是我们为了追求更高的工艺精度而应运而生的。该基准不参与工件精确度的确立，它仅是参与工件程序完善的一种辅助参考标准。就像我们为了方便装夹工件，统一基准，人为设计了一种可以辅助我们准确进行工件夹装的定位标准，这个标准就可以称之为是辅助基准。又比如我们经常见到的毛坯工艺凸台上的中心孔，它的出现就不是为了满足我们加工工件的需求，而是为了满足我们定位基准的需要，这也可以称之为是辅助基准。再比如像是零件的次要表面，我们在必要的时候是要将它们当做定位基准来进行工件的加工的，其也是辅助基准。总的来说我们想要保证工件的加工精度以及顺畅度那么辅助基准就是必不可少的了。

总结

我们在设计工装夹具时，不仅要贴合实际的需求，还要遵循其应有的一些规律，首先，我们要选好定位基准，我们可以以基准重合、基准统一、互为基准等作为其原则来确定好选好我们所需的定位基准。同时，我们在设计夹具时还要以实际的工件当做参考标准，提高其通用性实用性，实现工件、设备、夹具的互相固定。当然了如果有需要我们还可以借助辅助基准来提升工件的加工精确度。

参考文献：

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