机械加工中工装夹具的定位设计方法分析

陈澔 蒋国盛

摘要：在科学技术不断进步的今天，我国的工业领域的得到了显著的发展，尤其是在机械制造行业中，出现了诸多高精尖的技术，目前在制造过程中普遍利用工装生产，而工装夹具是十分关键的组成，需要对其进行深入研究。本文从机械加工定位基准的分类入手，讨论工装夹具的基本原理，最后分析机械加工中工装夹具的定位设计，希望对有关研究具有帮助作用。

关键词：机械加工;工装夹具;定位设计;设计方法

工装夹具在机械加工中利用广泛，具有多类别和多功能的特点，可以满足于对加工工件的大量生产，让零件的精度得到保证，此外，将其进行组合化、模块化的结合设计可以扩大利用范围，节约制造成本，进而对我国的工业发展起到推进作用。不过目前的工装夹具设计方面还需要提升，以此实现我国工业的进一步发展。

一、机械加工定位基准分类

通对定位基准的选择能够对机械加工造成很大的影响，主要体现在零件外形位置、精度和大小，同时还能够把零件加工工艺与夹具结构结合展示。当前的机械制造主要是利用几何元素表示出线与外形之间的关系;从划分标准角度来讲，涵盖的内容包括设计与过程，这两大部分其中设计基准就是对参考模式的设计，和中心线相对应，并且在实际定位基准选择的过程中，技术人员还需要充分考虑工件的加工工艺，进而避免对后续的生产加工产生影响，尤其是在整个零件对自由度的控制方面更加需要做好定位基准的选择，如图一：

二、工装装夹和夹具设计原理

首先，加工工艺存在差异。对于不同的零件来说，其设计与加工都会利用到不同的工艺，所以在加工工作开展前期必须先选择好工具装夹方式。不同零件加装所使用的夹具也千差万别，所以夹具合理设计与加工的重要性也得以凸显，不仅需要对以上因素进行考虑，还要充分考虑到适用性这一特征，进而满足工件的有效装夹，还能够有效降低工装成本。在设计夹具的过程中，需要考虑以下几方面内容：其一，要结合加工零件类型进行整体设计，以此保证满足零件要求。其二，在加工零件的过程中需要保证零件、设备、夹具三者之间的位置固定，这样才能生产出高质量的零件保证其性能。从以上内容不难看出，整个夹具的设计要从多方面考虑，把握好各元素间的关系。

其次，零件精度控制。在设计和加工的过程中，夹具可以对零件进行固定，避免加工期间出现偏移情况，所以在加工零件的定位方式，对零件精度的影响

是开展相关工作必须考虑的问题。此外，零件定位需要符合相关的原理与定位规则，对零件的整体设计质量能够起到帮助作用，通常来说主要利用六自由度定位法，零件在空间之中存在上下、前后、左右这六个自由度，零件可以在空间中向着不同的方向移动，限制工作也需要在六个方向中进行。从实际工作中发现零件自由度的限制不能完全将六个方向全部考虑在内，因此容易出现零件定位问题，在后期生产加工中会出现零件报废，造成大量的材料浪费，因此需要技术人员结合加工过程和实际情况对加工精度进行分析。

三、机械加工辅助基准

首先，零件定位分析。在零件定位操作的过程中，要求技术人员对零件图纸精度要求和加工设备及工装的定位精度的基础信息分析，进而为机械加工出符合要求的从提供保证，并且在实际定位过程需要对以下三种相对位置明确：零件与夹具的位置、零件与机床的位置、夹具与机床的位置，尤其是零件和机床的相对位置中必须利用夹具，否则容易对加工精度造成影响。

其次，零件定位夹具的作用。在零件定位方式和精度确定后，要做好夹具保养和维护，以此让夹具能够稳定夹住零件。夹具还需考虑整体有足够的刚度保

证。从零件加工方面讲，需要保证零件位置固定（夹持可靠），一旦出现位置偏差就会出现惯性，影响切削，进而导致零件加工期间出现移动，最终对加工的精度造成不良影响。

再次，具体设计方法。整体看来，零件夹具组合定位这种方法在实际的加工期间作用十分显著，可以在定位操作中保证定位精度要求，为后续的加工操作提供有利条件，因此零件加工工艺也是机械制造关注的重点内容。在定位设置开展前期，必须确定加工工艺，掌握加工设备的加工基本原理，确定定位方法，并且在定位出现偏差后能够第一时间解决，以此提升加工效率。对于六点定位法的利用来说，基准利用最为广泛，在操作的过程中仍需要对六个方位的自由度有效调整。此外，在机械加工自由度的控制过程中，由于力学自由度和加工自由度存在很大差异，会对加工的精度造成影响，需要加以处理。

最后，辅助基准设计。要想全方面提升零件加工位置精度的准确性，需要结合装配以及设计基准作为基准点，不过在特殊情况下，为了便于安装可以构建出人为的基准点，使其能够与工艺要求相符，这就是辅助基准。此外，受其它因素影响，工件上的次表面可视为定位参考。整体来讲，借助辅助基准可以让工件精度更有保障。

结束语：

综上所述，随着工艺装备水平的进步，也能够让零件质量提升，对于工装夹具的设计来说，需要遵循相关工艺和规律，在确定定位基准的过程中要遵守相关原则，实现基准重合，与基准统一，进而为基准定位提供支持。此外，在设计夹具的过程中也需要展示出通用性的特征，这样才能让工装夹具突破多种限制，发挥出作用。

参考文献：

[1]马永良， 杜羽， 王瑶. 探讨机械加工中的工装夹具定位设计方法[J]. 名城绘， 2019（6）：0195-0195.

[2]楊云辉. 机械加工中的工装夹具定位设计方法研究[J]. 中国设备工程， 2019， 000（021）：158-160.