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機(jī)床夾具誕生于18世紀(jì)后葉，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的過(guò)程中，夾具逐漸從輔助加工工具發(fā)展成為一種門類齊全、功能豐富的工藝裝備。國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，中小批多品種生產(chǎn)的工件在工件總量中約占85%。在現(xiàn)代化加工要求不斷提高的同時(shí)，夾具種類也在不斷地更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需求，為了提高生產(chǎn)效率，很多企業(yè)大量采購(gòu)專用夾具，但因夾具更新?lián)Q代較快，很多夾具磨損量不足5%就報(bào)廢了，浪費(fèi)極大。近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、成組技術(shù)和柔性制造系統(tǒng)不斷應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了更高的要求。本文結(jié)合工裝夾具的重要作用，探究了定位方法。

1現(xiàn)代工裝夾具的發(fā)展方向

1.1標(biāo)準(zhǔn)化

工裝夾具的標(biāo)準(zhǔn)化要求需要遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，保證適應(yīng)不同產(chǎn)品的加工，進(jìn)一步完善通用夾具和組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)。只有實(shí)現(xiàn)工裝夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，才能保證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期，降低加工成本。

1.2精密化

在機(jī)械產(chǎn)品精度不斷提高的同時(shí)，也會(huì)對(duì)工裝夾具提出更高的精度要求。精密型工裝夾具的種類較多，例如多齒盤的分度精度需要達(dá)到±0.1mm，精密車削的自定心卡盤精度為±5um。

1.3高效化

工裝夾具的高效化要求以勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高為主要目的，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工件加工的周期。自動(dòng)化夾具和高速化夾具等都屬于高效化夾具的范疇，銑床上應(yīng)用的電動(dòng)虎鉗裝夾工件具有較高的效率，車床上應(yīng)用的高速自定心卡盤試驗(yàn)轉(zhuǎn)速達(dá)到9000r/min，可以在自然條件下保持工件夾緊，提高切削速度，將高效化夾具應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，使得生產(chǎn)效率大大提高。

1.4柔性化

工裝夾具的柔性化需要應(yīng)用可靠的調(diào)整和組合方法保證其適應(yīng)不同加工過(guò)程的要求，其中涉及到較多的工藝可變因素，例如工序特征、生產(chǎn)批量、工件形狀和尺寸等。為了適應(yīng)現(xiàn)代化機(jī)械加工水平，必須擴(kuò)大工裝夾具的柔性化程度，將不可拆的專用間距改造為可拆結(jié)構(gòu)，提高夾具結(jié)構(gòu)的可調(diào)性。

2機(jī)床夾具及其分類

機(jī)床夾具是機(jī)床上裝夾工件或者引導(dǎo)刀具的重要裝置，在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮重要的定位作用，保證工件在相對(duì)與機(jī)床和刀具的位置足夠明確，同時(shí)將工件可靠夾緊。裝夾過(guò)程包含工件的定位和夾緊，其中定位過(guò)程中需要保證工件在機(jī)床或者夾具中有精確的位置，夾緊過(guò)程中對(duì)工件施加足夠的外力保證工件在加工過(guò)程中或者受到一定阻力時(shí)不會(huì)變動(dòng)位置[1]。機(jī)床夾具主要分為通用夾具、專用夾具、組合夾具和隨行夾具幾種。其中通用夾具具有較高的標(biāo)準(zhǔn)程度，可以在相當(dāng)大的范圍內(nèi)適應(yīng)不同工件的加工過(guò)程，例如車床上應(yīng)用的三爪卡盤和四爪卡盤、銑床上的平口鉗分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，這些通用夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床的附件提供給用戶，通用夾具雖然標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，適應(yīng)性強(qiáng)，但是生產(chǎn)效率較低，一般只應(yīng)用于單件和小批量產(chǎn)品的加工中；專用夾具是指為某件產(chǎn)品加工或者某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程專門設(shè)計(jì)的夾具，該類夾具結(jié)構(gòu)十分緊湊，應(yīng)用過(guò)程中方便迅速，可以很大程度上提高產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，但是該類夾具的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)制造成本較高，如果產(chǎn)品種類變更，夾具將不能繼續(xù)使用而報(bào)廢，一般只應(yīng)用于大批量機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)中。組合夾具需要按照工件的加工要求，應(yīng)用預(yù)制的標(biāo)準(zhǔn)零部件組合而成，專業(yè)廠家制造，靈活多變，組合方式較多，制造周期較短，零部件的回收利用率較高，適用于新產(chǎn)品研發(fā)和單件小批量生產(chǎn)中。隨行夾具安裝在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，該類夾具發(fā)揮良好的裝夾作用，同時(shí)可以跟隨工件移動(dòng)到下一個(gè)工位，進(jìn)行后續(xù)加工。

3機(jī)床夾具的組成及重要作用

其中定位元件與定位基準(zhǔn)接觸，保證夾具中的工件可以精確定位，提高定位精度，保證加工過(guò)程中工件相對(duì)于機(jī)床和刀具的位置不變。夾具的重要價(jià)值總結(jié)如下：

（1）可以保證工件的加工精度。應(yīng)用夾具裝夾工件時(shí)，可以保證工件與刀具和機(jī)床的相對(duì)位置，避免受到人工技術(shù)水平的影響，保證同一批工件的加工精度相同。

（2）可以減少輔助工時(shí)，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)用夾具裝夾工件可以快速方便地定位工件，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可以大大縮短輔助工時(shí)。另外工件裝夾后提高了整體剛性，可以增加切削用量，同時(shí)可以應(yīng)用多工位裝夾工具，應(yīng)用高效夾緊機(jī)構(gòu)提高提高生產(chǎn)效率。

（3）可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，提高適應(yīng)性。結(jié)合實(shí)際加工機(jī)床的成型運(yùn)動(dòng)方式，加工過(guò)程中應(yīng)用不同種類的夾具，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，例如在車床的溜板或者搖臂鉆床上裝上鏜模，可以實(shí)現(xiàn)箱體零件的鏜孔加工，提高了機(jī)床的靈活性和適應(yīng)性[2]。

4工件裝夾和夾具設(shè)計(jì)原理

為了滿足不同工件在不同工序中的加工要求，需要在加工之前明確工件在機(jī)床或者刀具上的相對(duì)位置，對(duì)好切削和成型運(yùn)動(dòng)位置。該項(xiàng)工作中的重點(diǎn)是要完成工件的裝夾，在所有加工的過(guò)程中都必須借助夾具實(shí)現(xiàn)，因此工裝夾具也成為機(jī)械加工系統(tǒng)中的重要組成部分。對(duì)于工件的定位而言，需要明確實(shí)際精度需求，工件的最終精度是工件相對(duì)與機(jī)床獲取的，定位過(guò)程也涉及到三種相對(duì)位置。第一種是工件在夾具上的定位，第二種是工件在機(jī)床上的定位，第三種是夾具在機(jī)床上的定位。其中工件在機(jī)床上的定位需要借助夾具的定位來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件定位工作結(jié)束后需要應(yīng)用特定的裝置保證工件有足夠的夾緊力固定，工件在加工過(guò)程中也必須在預(yù)先的定位位置，否則在切削力和慣性力的影響下勢(shì)必導(dǎo)致工件移位或震動(dòng)，使原有的準(zhǔn)確定位遭到破壞，影響加工精度。機(jī)床上夾緊裝置的重要作用是產(chǎn)生夾緊力。工件在夾具中的定位方法是生產(chǎn)過(guò)程中的重點(diǎn)，定位的任務(wù)是要選用正確的定位以提高工件的定位精度和加工精度，因此定位工作成為機(jī)械加工中的重點(diǎn)。必須深刻理解定位原理，掌握常用的工件定位方法，可以及時(shí)處理欠定位和過(guò)定位的問(wèn)題，正確計(jì)算出定位誤差。以下重點(diǎn)探究六點(diǎn)定位方法的應(yīng)用。對(duì)于沒(méi)有被定位的工件而言，其在空間直角坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度，工件定位的任務(wù)是要對(duì)工件的部分自由度或者全部自由度進(jìn)行限制。工件的六點(diǎn)定位原理就是借助六個(gè)支撐點(diǎn)對(duì)工件的自由度進(jìn)行限制，保證工件在三維空間內(nèi)精確定位。針對(duì)機(jī)械加工中的自由度概念而言，其與力學(xué)中的自由度有一定的差別，機(jī)械加工過(guò)程中的自由度一般是指工件在三維空間內(nèi)的不確定性。值得注意的是，需要正確區(qū)分夾緊和定位的概念，工件經(jīng)過(guò)夾緊后，在三維空間內(nèi)的位置就不能再改變，但是并不能說(shuō)明工件在空間內(nèi)的位置就被確定。工件定位是需要在夾具中獲得正確的位置，夾緊過(guò)程是要保證已經(jīng)定好的位置不會(huì)在外力的作用下改變。例如板狀工件安放在平面磨床的磁性工作臺(tái)上，打開(kāi)磁性開(kāi)關(guān)后，工件被夾緊，位置被固定，但是工件在工作臺(tái)上的什么位置并沒(méi)有被確定[3]。六點(diǎn)定位原則中的“點(diǎn)”表示工件的自由度，不能理解為接觸點(diǎn)，在應(yīng)用工裝夾具的過(guò)程中，需要發(fā)揮出支撐點(diǎn)對(duì)工件的定位作用，而一個(gè)定位元件可以有多個(gè)支撐點(diǎn)，通過(guò)定位元件對(duì)工件自由度的限制可以判斷出支撐點(diǎn)的數(shù)目。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)產(chǎn)品的加工精度提高了較高的要求，因此在實(shí)際加工過(guò)程中必須應(yīng)用可靠的工裝夾具保證被加工工件位置的精確性。在定位設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以應(yīng)用六點(diǎn)定位原則對(duì)工件的自由度進(jìn)行限制，保證工件在夾具內(nèi)精確而又快速地定位，從而提高加工質(zhì)量和加工效率。

參考文獻(xiàn)

[1]李偉，王英建.機(jī)械加工中工裝夾具的定位設(shè)計(jì)及其價(jià)值研究[J].華中科技大學(xué)（機(jī)械設(shè)計(jì)與加工），2010，30（1）：50.

[2]余建軍，任治軍，王輝，等.不同工裝夾具在實(shí)際機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用[J].機(jī)械制造技術(shù)導(dǎo)刊，2011，39（12）：115.

[3]梁建光，孔嘯，殷莉，等.六點(diǎn)定位法在機(jī)械工件定位中的應(yīng)用[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)（工程測(cè)量技術(shù)），2012，34（21）：108.

作者：王存榮 單位：滁州市康達(dá)叉車零部件制造有限公司