工装夹具机械加工关键问题研究

赵远征

【摘要】随着社会的发展，各行各业方兴未艾、百废俱兴，不同规模的企业和公司相继涌现涌现，在现代社会，出现了越来越多种类的物品供人们日常使用，小到手机、电脑大到汽车、飞机，它们的生产都离不开车床的加工，重工业是经济发展的命脉，它们昭示着我国经济水平的快速发展和国家实力的腾飞。而机械工件在加工的过程中，需要很精确的测量，准确的定位，才能使得被加工产品的质量优良，可靠耐用，工装夹具的意义便在于此，因此本文所研究的既是目前国内机械生产设备夹具生产加工的的相关问题，希望可以对从业者们提供一点参考和帮助。

【关键词】工装夹具;机械;加工

引言

机械制造行业离不开金属切削机床，但是在生产过程中，往往会因为机床内部的共振、冲击等问题而产生一些误差，夹具的设计就是为了解决这方面的问题，夹具通过紧实的夹紧力将被加工部件固定，使得加工时不发生移位等问题，夹具在18世纪左右出现了雏形，随着科学技术和时代的发展，工装夹具本身也被不断的设计和革新，它已经从当初偶尔才会使用的辅助工具，变成了现在功能齐全、门类丰富的工艺流程中不可或缺的机械部件。据数据显示，中小批次种类的机械工件占总数的比例越来越大，在现代社会中，为了更好的适应市场的要求，对其产品的公差、精度要求越来越高了，因此夹具作为保障加工质量的重要工具，在提高生产效率、减轻劳动强度、以及替代工人的技术操作方面的用途就显得意义重大，是自动化生产过程中不可或缺的重要装备之一，本文将浅析夹具的作用以研究它在机械加工中的关键问题。

1夹具的意义

夹具的制造在机械加工工艺中具有着重要的意义，从作用上来讲，夹具通过其功能，可以缩短辅助时间，提高劳动效率，降低加工成本，提升经济效益;其次是夹具的出现使得加工部件的精度得到了保障，使得大批量的产品能有稳定的加工质量;然后是将对工人的专业水平不再那么苛刻，降低了技术要求，减轻了工人的劳动强度，保证成产的安全性;扩大了机场的工艺范围，使得机床职能增加;最后是通过夹具的加持，使得成产程序的自动化程度有所提高。从在整个系统中的地位来看，夹具与其他环节有很大的不同，工件加工的动态误差受到夹具的整体刚度的特殊影响，若夹具的整体刚度远大于其他环节，刚度本身的形变如拉伸压缩等都微小到可以忽略不计的情况下，整个流程中，工件加工的误差就只来源于夹具本身的制造精度和安装误差，因此在生产环节中，有经验的工作人员往往可以揩油修正夹具定位元件的方法进行补偿，从而抵消掉其他环节因为刚度不够等原因所产生的误差，这就是夹具的意义所在。

2夹具的简述及设计的基本原理

一般来说，不同的工件所涉及的工序是不同的，在实际过程中运用到机械加工上的要求也是千差万别的。因此再利用工装夹具对机械进行加工前需要对机床与刀具上的工件位置进行精准的定位，以此来提高加工标准。在机械加工的整个过程中，重点工作应该放在夹具的组装和去误差以及要完成的夹装任务上，这样才能高精度的完成机械加工。在定位工件时，工作人员需要首先测量出高精度的数据，因为工件最终的精度会直接影响成品的质量，定位工件时存在着三种相对位置情况：其一，工件的定位是相对于夹具来定位的;其二工件的定位是相对于机床来定位的;其三，夹具的定位是相对于机床来定位的。根据实际的加工经验来看，工件的定位要比机床定位的精度更高。随着机械自动化产业的壮大，其机床的制造水平也越来越高，人们对产品的要求也越来越高，因此，为了满足用户的需求，对夹具的要求也水涨船高，现代工装夹具的发展方向大致有四点：（1）标准化，所有的工装夹具都必须严格的遵守国家标准，这样做才能确保机械在加工过程中能够适应不同产品的加工，通过机械业内制定统一的标注，这样工装夹具在生产时才能更加的快捷，标准化的意义在于通过统一了标准，全面提高了标准件的市场适应性，可以产生跟完备的体系，便于后期的管理和维修，实现了产品成产的商业化、加快了自动化，提高了生产效率，降低了时间成本。（2）紧密化，随着科学技术水平的不断提升，人们对机械产品的质量要求越来越高，其中包括了使用寿命和精度要求，所以对于工装夹具的精度要求也越来越高，紧密型的工装夹具的种类和数量在逐步增加，未来的市场对产品的需求只会越来越高。（3）高效化，使用工具进行机械产品的加工就是企业提高生产效率的一种有效手段，高效化是必不可少的一点，夹装工具做到高效化和自动时，可以分担很大一部分工人的工作强度，切削速度更快精确度更高，从而可以提高生产效率。（4）柔性化，柔性化指的是在面对不同产品的成产要求时可以通过对工装夹具进行适当的调整和有效的组合方法来解决，这种组合涉及到了许多工艺的可变性。为了做到可以加工不同的机械产品的效果，夹具的柔性是必须提升的点，需要将其不可拆分的结构转变为可以拆调重组的结构，以适应不同情况的工作环境。

3误差的产生

机械制造中误差是不可能消除的负面因素，但是可以通过具体的定位方式和几何形状，进行科学分析与研究;在机械制造工艺过程中最重要的概念就是基准，基准就是其他加工部位用来作参考的点线面，可以分为工序基准和定位基准，由于设计人员和加工制造所使用的的基准不同，导致工序基准和定位基准可能重合也可能不重合。基准不重合误差是指在机械零部件加工过程中，当定位记住与工序基准不重合时，会产生基准不重合误差，用△B来表示，它仅与基准的选择有关，通过对工序基准和定位基准位置的调整，可以使得基准不重合误差的值减小;基准位置误差是指在机械加工中，当工序基准相对定位基准发生位置的便宜或改变，会产生基准为位移误差，用△Y表示，在机械工艺分析过程中，定位误差用△D表示吗，而基准补充和误差和基准位移误差统称为及定位差，并且不超过被加工尺寸误差的三分之一，即为合理的误差范围。

4定位问题

（1）六点定位原理，工件在未定位时在空间直角坐标系中都具有六个自由度，工件定位的目的就是限制工件的自由度。六点定位原理就是通过六个支撑点来分别限制工件的六个自由度，用这种方法就可以确定工件在空间的具体位置了。

（2）定位中需要注意的问题

①定位和加紧有区别。机械加工指的是工件在加工时，在空间的不确定性。这里要特别注意的是：定位和加紧是有区别的，加紧意味着工件被固定，其位置不可再改变，但它在空间的具体位置不一一定是 确定的。定位是在夹具中获得了准确的位置。②六点定位中“点”的含义.六点定位中的“点”是指限制工件的自由度面不是简单的机械接触点。工件和工作台的接触点可能有许多面工件在空间的自由度个数则是有限的。

（3）工件的四种定位方式

①完全定位。工件的自由程度被完全限制的定位方式成为完全定位。②不完全定位。按照具体的加工要求，对工件的部分自由度进行限制的定位方式成为不完全定位。③欠定位。在按照工序进行加工時，有些本应定位的自由度未被定位，这种定位方式称为欠定位。④过定位。与欠定位相反，在按照工序进行加工时，有些本不应定位的自由度被定位了，这种定位方式称为过定位。

5结束语

工装夹具作为生产环节中用来提高精度的设备，可以使得产品的误差减小、质量提升的同时减轻工人工作强度，它的研究和创新在提高效率和经济效益方面非常具有现实意义。

参考文献

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