关于机械加工中工装夹具的定位设计分析

王通 韩颖 杨扬

摘要：随着现代机械加工技术的快速发展，人们对机械加工的功能和质量有了更大的需求，与此同时夹具的种类也不断增多。在机械加工中，工装夹具定位设计对于精准调控工件、保障加工质量有着重要意义。本文将结合笔者工作实际经验总结，对机械加工中工装夹具的定位设计方法进行相关探讨分析，以供参考。

关键词：机械加工;工装夹具;定位设计

从实际机械加工工作开展过程中可以看出，工装夹具的作用不可替代，能够对机械加工质量产生极大影响，这也将该项研究工作的重要性突显出来。在实际定位基准选择上，关键在于基准面与夹具定位元件之间的实际接触情况，该基准主要涉及到粗基准和精基准，在不同基准相互配合下，为加工质量提供保障。

一、设计前的准备

工装夹具设计的原始资料包括以下内容：夹具设计任务单;工件图样及技术条件;工件的加工及装配工艺规程;夹具设计的技术条件;夹具的标准化和规格的标准化资料，包括国家标准，工厂标准和规格化结构图册等。

首先要对任务书进行仔细阅读与深入研究，认真了解工件的作用、结构特点、材料、生产规模及技术要求，详细分析焊接、加工工艺过程或装配过程中本工序的要求，如焊接所需留的加工余量、加工精度、加工表面、定位基准及前后工序的联系等等。这些设计前的准备工作不仅要做，还要做好、做细，只有这样才能使我们的设计顺畅、稳妥，少出麻烦和错误。

其次，要根据工件的特点多动脑筋，换个思维方向，多提出几个设计方案以留备用，因为在实际的设计过程中，根据同一工件，每一个设计人员的设计思想及考虑重点都不相同，因而会给出不同的设计方案，由此设计出的工装夹具的结构自然也就不同，应用到实际生产中产生的效果也会有所不同。通过对多个方案的分析比较确定一个更合理、更符合要求的结构方案，在设计时还要注意多听取和吸收其他好的意见和建议。

二、工装夹具的定位设计

相关内容由于工件种类不同，各个工件的加工工序也会呈现出一定的不同性。因此，在加工工作开始之前，人们需要对加工机床和刀具工件位置进行全面确定。此时，工件装夹操作必不可少，相关工作人员需要对此提高重视程度。

2.1工件定位分析

在实际工件定位操作开展过程中，工作人员首先要做的便是对基本的精准度进行掌握，维护机械加工工作顺利进行。而且在实际定位过程中，存在三种相对位置：第一，工件相对于夹具的位置;第二，工件与机床之间的相对位置;第三，夹具与机床之间的相对位置。尤其是在工件与机床相对位置探讨上，必须借助夹具扶持，否则很容易对工件精度产生影响。

2.2工件定位夹具的作用

当实际工件定位工作结束之后，工作人员需要做好实际装置保障工作，确保夹具可以稳定的夹住工件，并提升整体结构的牢固程度。站在具体工件加工角度来说，相关工作人员需要确保工件位置始终处于定位位置上。一旦工件位置出现偏差，便会产生惯性和切削力等问题，最终导致工件在加工过程中出现异动、振动等问题，进而对工件精度产生严重影响。也正是由于上述问题出现，整个工件加工过程均会受到影响，进而导致加工精度出现很多问题。

2.3定位设计方法

整体来看，工件夹具定位方式在实际加工过程中具备重要作用，而且定位操作的开展，主要是将工件定位准确性良好的展示出来，为后续加工操作的开展创造有利条件，所以说，工件加工过程是主体工作中的重要环节。在定位工作开展之前，相关工作人员需要做好其原理内容的掌握，尤其是几种常用的定位方式，应做到熟记于心，确保工件定位偏差情况可以在第一时间内得到修复，维护整个加工工作的实际效果。

三、工装夹具设计要点

工装夹具定位设计在机械加工中的运用过程中，工作人员应当注重工装夹具定位设计相关运用要点的合理分析。例如当机床回转中心与夹具安装出现不同轴现象时，往往会造成夹具在机床上的定位脱离同时会导致相关安装误差的存在。因此，工作人员应当注重在车床上重车一次定位盘止口并且保证定位盘中心和机床主轴中心同轴度符合相关规定。除此之外，当工件在夹具上定位时如果定位脱离了理想位置就会导致加工偏差的出现，针对这一情况工作人员在工作中应当确保定位盘与基本件的配合精度并且将夹具的基本件和定位的零件配合面进行合理的精确，从而在确保定位零件安装完毕后能够处于较为正确的位置并且促进其定位精度的有效提高。

四、工装夹具的应用

工装夹具的设计根据产品批量和加工复杂程度的大小来定。例如工件的钻孔。对于小批量，自由装夹就可以了，中批量可以钻模工装定位钻孔，大批量就可以设计专机，永久性夹具，特大批量可设计专机流水线。考虑定位基准的统一性，装夹的一致性。但对于一些复杂的加工件。虽然量小但还没有工装夹具无法保证其加工的准确性，这时也需要设计制作工装夹具，例如需要多次焊接的工件。这时就需要尽可能使用便于装拆的，由标准件或通用件组成的组合夹具。现在有许多由模块组成的夹具，模块化的夹具大大减少了中小批量多类型的产品制作时间和成本。

再次工装夹具的结构要符合工人加工操作习惯。装拆时要有足够的操作空间。便于日后的维修和装拆。在生产过程中要正确使用夹具。安装要到位，夹紧的螺栓螺母要锁紧。对于使用较为复杂的工装夹具要编制使用说明书，并要求操作时严格按此执行。在今后的定位设计中，工作人员应当注重计算机辅助设计、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助制造、柔性制造系统等相关辅助技术的有效研究，这些技术的研究和发展能够为工装夹具定位设计的发展和我国零件水平的提升起到重要的促进作用并且可以进一步推动我国机械制造业的快速发展。

五、结语

夹具设计是一项相当复杂的工作。容易受加工过程中各种力和热的影响。反复的物理实验需要时间和材料，成本很高。随着计算机辅助设计，工装夹具的设计系统也在一些先进的企业渐渐得到应用。先进的计算机辅助设计系统在改进工装夹具的设计效率、检校仿真并完善設计方案、降低开发成本等方面有巨大的优势。以后计算机辅助设计肯定会越来越多地应用于夹具的设计中。

参考文献

[1]王勇.机械加工中工装夹具的定位设计研究[J].现代国企研究，2017（2）.

[2]吴铭.浅谈机械加工中工装夹具的定位设计[J].科技致富向导，2012（30）：153-153.

[3]张树勋.机械加工中的工装夹具定位设计方法[J].山东工业技术，2018，No.265（11）：76.