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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。國際生產(chǎn)研究協(xié)會相關(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)市場的競爭需求，為了提高生產(chǎn)效率，很多企業(yè)大量采購專用夾具，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，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)，也會對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生產(chǎn)率的提高為主要目的，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，縮短工件加工的周期。自動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)用過程中發(fā)揮重要的定位作用，保證工件在相對與機(jī)床和刀具的位置足夠明確，同時(shí)將工件可靠夾緊。裝夾過程包含工件的定位和夾緊，其中定位過程中需要保證工件在機(jī)床或者夾具中有精確的位置，夾緊過程中對工件施加足夠的外力保證工件在加工過程中或者受到一定阻力時(shí)不會變動位置[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，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，保證加工過程中工件相對于機(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，工件不需要劃線找正，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)動方式，加工過程中應(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位置，對好切削和成型運(yùn)動位置。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與機(jī)床獲取的，定位過程也涉及到三種相對位置。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必導(dǎo)致工件移位或震動，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)處理欠定位和過定位的問題，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。對于沒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，夾緊過程是要保證已經(jīng)定好的位置不會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上，打開磁性開關(guān)后，工件被夾緊，位置被固定，但是工件在工作臺上的什么位置并沒有被確定[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)用工裝夾具的過程中，需要發(fā)揮出支撐點(diǎn)對工件的定位作用，而一個(gè)定位元件可以有多個(gè)支撐點(diǎn)，通過定位元件對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

隨著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，對產(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)過程中，可以應(yīng)用六點(diǎn)定位原則對工件的自由度進(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