機床夾具中定位與夾緊的研究

程中文 吳靖宇

摘 要：在機械制造中，機床的加工主要是主軸和工件的相對運動實現(xiàn)的，工件的固定需要夾具來實現(xiàn)，所以機床夾具的作用非常重要，機床夾具將機床的刀具、工件和機床運行系統(tǒng)聯(lián)系在一起，本文研究分析夾具設計中工件定位方案，定位誤差分析，夾具夾緊方案的選擇與設計。

關鍵詞：工件定位方案；定位誤差；夾緊方案

1 工件定位方案

機床夾具的組成主要有以下幾個部分組成：

（1）定位元件，是夾具中確定工件的裝置，主要的定位結(jié)構(gòu)有支撐釘、V形塊等；（2）夾緊裝置，該裝置是對工件進行夾持，保持工件在加工的時候不發(fā)生移動；（3）導向、對刀裝置，是保證零件在加工的時候具有正確的位置；（4）夾具體，該裝置是夾具的整個基礎，是承載各種零件的基座；（5）其他裝置，上下料裝置、頂出器等。

夾具的定位需要研究工件的六個自由度，如圖1，需要將工件的移動和轉(zhuǎn)動限制住，圓柱形零件在定位過程中，最常見的定位裝置是V行塊，如圖1。

在工價的加工與定位中，工件的定位基準非常重要，作用是確定工件在機床上有一個正確的位置基準，定位基準可以是工件上的表面、線、點等要素，例如加工齒輪零件的時候，選擇齒輪的右端面和孔位定位基準，如圖2。

在機床夾具的設計上，需要避免定位重復、欠定位、過定位等現(xiàn)象，一般采用的定位方法是一面兩銷的定位方法。

2 定位誤差

定位誤差對零件的加工影響非常大，定位誤差可以從對刀基準進行分析。對刀基準的定位誤差，在對刀的過程中，選用位置誤差較小的表面進行定位，支撐釘、支撐板等，這種情況下以平面為對刀基準；如果工件時圓柱形，采用的是V形塊來定位，在對刀的時候，需要通過兩限位平面的交點，如圖3，將誤差減小到最小。

在利用V形塊來對工件進行定位的時候，誤差來源主要是工序尺寸的定位誤差；如果工件的定位是圓孔表面為定位基準的時候，一般采用的是定位銷，誤差來源是定位銷與孔之間的間隙誤差；所以在對工件進行定位的時候，采用組合的方式進行定位，避免產(chǎn)生定位誤差。

3 夾緊方案

工件在加工過程中，受到切削力、離心力、重力等外力的作用，在這些力的作用下，要保證工件不發(fā)生位移，具有正確的位置，需要的夾緊力要可靠，保證工件的穩(wěn)定性和安全性。

要保證工件在加工中位置和夾緊力正確，夾緊方案非常重要，夾緊方案一般需要定位元件和夾緊裝置配合完成，如圖4，是定位元件在工件的左側(cè)和下面對零件進行限制，再由夾緊裝置將右側(cè)和上面夾緊，完成工件的定位與夾緊。

4 結(jié)論

對于機床夾具的設計，傳統(tǒng)夾具設計主要是從定位元件、夾緊機構(gòu)、尺寸計算、定位誤差計算、夾緊力這幾個方面進行，夾緊力的計算是通過人員的查找與計算完成，整個工作量非常大，并且還容易出現(xiàn)錯誤，現(xiàn)代夾具設計可以利用計算機來輔助設計，也可以運用一些運動學原理、幾何原理進行模具誰，夾具設計中，定位誤差是最重要的，影響工件的加工精度，所以一定要保證定位誤差的準確性。

參考文獻：

[1]劉雯林.熊蔡華.夾具的定位誤差模型[J].華中科技大學學報，2003.31（7）：72-74.

[2]康秀梅.朱耀祥.夾具三維定位 的計算機輔助分析[J].制造技術與機床，2003.11：59-63.

[3]萬小金.工件-夾具-刀具系統(tǒng)的誤差分析與預測研究[D].武漢：華中科技大學，2010.