機械加工工裝夾具設計方法
時間:2022-03-19 10:49:22
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摘要:基于對工裝夾具定位就是為了能夠限制工件的自由度而提高工件的加工精確度,從工裝夾具的定位基準出發(fā),探究工裝夾具的定位設計方法,主要分析了件裝夾以及夾具的設計普遍規(guī)律以及機械加工中的輔助基準。機械加工中的工裝夾具定位設計不僅能夠提高工件的質量,而且能夠提高機械加工效率,保證機械加工工作的高效運行。
關鍵詞:工裝夾具;定位基準;規(guī)律
1械加工的定位基準
所謂定位基準,就是在機械加工中,考慮到機床和道具的實際情況,占據的一個正確的位置,如圖1所示。定位基準在夾具定位當中具有很重要的作用,它會對夾具的各個零件大小、精度帶來直接的影響,一定程度上影響夾具的設計結構。定位基準的確定應該以零件的設計基準作為參考,在定位的時候掌握五個原則:第一,保持定位基準與設計基準重合,以設計基準作為精基準,避免基準之間如果不能重合,帶來的制造誤差(基準重合)。第二,各個加工項目要以同一基準進行(基準統一)。第三,將加工項目作為定位基準(自為基準)。第四,以機械加工中幾個項目的基準互相做彼此的基準,對項目反復加工(互為基準)[1];第五,基準的確立能夠使工件的定位更加準確,加工起來更加方便。定位基準有粗基準和精基準之分,粗基準是指將沒有加工過的毛坯表面作為定位基準,精基準則是用已加工的表面作為定位基準。粗基準的選擇要注意加工面與不加工面之間的空間,能根據圖紙確定加工面與不加工面的位置。例如,在選擇不進行加工的表面作為粗基準的時候,為了滿足加工面和不加工面位置上的需要,以不加工面作為粗基準,面對多個不加工面的時候,需要選擇與加工面之間位置要求更高的一面作為粗基準,更好地保證外形對稱。如圖2,毛坯孔與外圓之間存在較大的偏心,要以不進行加工的外圓作為基準,工裝夾確定在三爪自定心卡盤里面,毛坯的同軸度之間產生的誤差應該在進行鏜孔時消除,從而保證其擁有均勻的壁厚。精基準相比粗基準要求比較高,需要遵循基準重合、基準統一、互為基準等原則。不管是粗基準還是精基準,在進行定位時,都要充分結合工件的加工要求,對工件的自由度合理控制[2]。
2工件裝夾以及夾具的設計普遍規(guī)律
在機械加工中,由于需要制作加工的工件類型不同,所需要的加工工藝也會有所不同,針對不同的工件,需要選擇合適的工件裝夾方式和夾具,以便快速確定工件的位置,保證加工程序快速準確的實行。為了實施工件的快速準確裝夾,需要對夾具進行科學合理的設計。設計師必須對夾具投入使用后可能遇到的問題進行猜測,最關鍵在于夾具是否具備適用性。如果一個夾具設計出來只能對一個工件起作用,浪費資源以及浪費人力財力,所以在設計夾具時,內部結構要保證能夠實現對一種或者幾種相似工件的限制。例如一些通用夾具,如機用虎鉗、吸盤、分度頭(下頁圖3所示)等,具有很大的通用性,能夠適應對象變化,他們的造型、尺寸已經被定型。夾具在設計的時候需要遵循的基本規(guī)律如下:首先,夾具需要根據機械加工的工件來制定;然后,制定的夾具功能要能夠保證工件、設備、夾具的三者相互固定。在使用夾具的時候,如果工件的位置因為無法固定或者位置發(fā)生較大偏差的話,工件的精度達不到規(guī)定的要求,所以夾具的設計對于工件的精確度起到決定性作用的。另外,工件的定位也需要遵循一定的規(guī)律,最基本最有效的定位方法就是六自由度定位(下頁圖4)。簡單來說工件在空間的前后左右上下六個自由度里面可以移動,要保證工件的精確度,就要對這六個自由度實施限制,也就是上文所說的使用工件夾具進行限制,一般不需要對六個自由度都進行限制,這樣不僅增加定位難度還會浪費定位元件,在實際加工中根據實際情況來確定[3-4]。
3好機械加工中的輔助基準
輔助基準作為一種方便加工和測量實施輔助作用的基準,是為了在處理某些細節(jié)上更好地實現工藝的精確要求。它不是主要對工件精確度進行確立的基準,只是一個對工件程序進行完善的參考標準。例如為了實現工件的裝夾方便,或者實現各項基準的統一,以人的意志標準為主,人為的設計一種定位標準,也就是輔助基準。比如,毛坯工藝凸臺上的中心孔,它只是為了滿足定位基準而設計的輔助標準。另外,一些對于某些零件存在的次要表面,在某些時候需要將其作為定位基準投入使用,也被稱之為輔助基準。例如,絲杠的外圓表面在絲杠螺紋加工中,它作為一種必要的次要表面,需要作為定位基準。
4結語
在設計工裝夾具時需要遵循一定的規(guī)律,首先,確定定位基準,以一定的基準原則,比如以基準重合、基準統一、互為基準等為基礎條件選好定位基準。其次,設計夾具要以加工的工件作為參考標準,使夾具具備通用性,滿足對多種工件的限制作用,實現工件、設備以及夾具三者的互相固定。最后,在必要的時候要借助人為輔助基準提高工件的精確度。
參考文獻
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[3]張忠偉,梁宏坤,郭煥龍.轉子外環(huán)塊的機械加工技術研究[J].中國高新技術企業(yè),2013(6):27-29.
[4]吳志斌,徐清剛,王海軍,等.工件定位點布局方案規(guī)劃算法及系統開發(fā)[D].南昌:南昌航空大學,2015.
作者:梁榮堅 單位:茂名市高級技工學校
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