基于机械加工工装夹具的定位科学设计

李韶华 王旭 李小花

摘要：在机械加工日常作业中，常常需要根据加工要求对设备工件进行调试，为了提高工件的加工精确度，就需要用到工装定位夹具。工装夹具的在实际机械加工中作用较大，在设备上运用工装夹具既可以保证加工精度进而保证产品质量，又可以极大的缩短产品生产的工期。目前，机械加工工装夹具已经被广泛的应用到各地企业的生产制造中。本文基于简要分析了工装夹具的定位基准，对现有市场上工装夹具的最新定位设计方法进行归纳总结，揭示工装夹具的普遍设计规律，并对加工作业过程中的辅助基准进行分析。

关键词：机械加工;科学设计;工装夹具

1 机械加工的定位基准

在我们的日常机械加工中，设备与加工环节的对接情况是非常重要的，只有保证了机床和道具之间的定位准确，才可保证其加工的质量。定位基准是夹具定位过程中不可缺少的部分，可以直接关系到夹具能否发挥出应有的作用。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，这五个原则一是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。二是基准必须要统一，避免各部件之间的不协调。三是我们要将要加工部件的基准参数作为定位基准。四是要互为基准，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;五是要确立基准，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，在我们将没有加工过的界面面看做定位基准时，这个基准就可以看做是粗基准;而当我们用已经打磨成型的截面作为定位基准时，那么这个基准就是精基准。在将粗基准作为标准时，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。当毛坯孔和其对应的外圆间空间上的中心偏移还是很高的情况下，我们要以其无需加工的外圆作为基准时，此事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，这样操作得出来的工件才是壁厚均匀的。在以精基准作为基准的时候要求更高，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。

2 工件装夹以及夹具的设计中的原理

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，因此采用的加工设备和加工方法也就不尽相同，这就要求我们能够根据不同工件的需要来采用不同的加工工艺进行加工，同时更新工件装夹方式并且要找到最合适的夹具类型，这样工件才可快速定位，提高我们的实际加工效率。科学的工件夹具设计有利于帮助施工人员快速准确的找到合适的夹具并进行装夹。设计者在设计过程中也应该预判到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。最好是像万能充电器一样的夹具，能够与多数对象相适配，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來确定到底要限制几个自由度即可。

3 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，而是为了辅助我们准确将工具进行定位，因此它就属于我们常说的辅助基准。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

在进行机械加工工装夹具的定位科学设计过程中，不仅要从现有的设备情况出发，还要遵循其应有的一些规律。我们要选好生产中定位基准保证定位准确，我们可以以基准重合等原则因地制宜的找到适合我们实际情况的基准。同时，夹具的通用性、实用性也是设计环节需要考虑的重要因素，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。

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