机械零部件加工中工装夹具定位设计及应用

机械零部件加工中工装夹具定位设计及应用
发布时间：2022-12-01T03:27:38.133Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷15期作者：杨雪
[导读] 随着对于零部件加工精度的要求越来越高，工装夹具定位设计在保证机械加工精度方面逐渐具有非常重要的地位和作用。

杨雪
（中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司辽宁沈阳 110043）
摘要：随着对于零部件加工精度的要求越来越高，工装夹具定位设计在保证机械加工精度方面逐渐具有非常重要的地位和作用。

通过采用工装夹具可将工件有效固定于机械设备并构成加工基准面进行精密机械加工，从而提高零件机械加工的工作效率以及零部件的加工质量。

工装夹具的定位和设计具有不可忽视的工程意义和重要作用，通过对工装夹具进行分析，研究探讨其设计原理以及未来的发展方向，并对工装夹具进行优化制备，从而更好的推动工装夹具在零件机械加工中的应用，提高机械加工的质量和效率。

关键词：机械零部件加工；定位设计；工装夹具；应用与发展
引言
随着对机械加工产品质量的要求提高，伴随加工精度提升而产生的问题也越来越多，且亟待解决。

特别是加工企业需要针对机械加工中的工装夹具应用所出现的问题提出相应的解决对策，从而为今后机械零部件加工的良好运营提供解决路径。

目前机械产品在加工时需要严格注重其精确度，以保证其尺寸形状和性能表现满足使用需求。

但由于传统的机械加工过程对工装夹具并没有引起足够的重视，导致机械加工过程中定位不准确、工件发生不必要位移等问题频出，以致很难保障加工满足精度要求的机械加工零件[1]。

同时，当下部分加工企业采用的工装夹具种类较多，利用率不高、定位不精准的问题大量存在。

为此，需要对工装夹具的定位设计进行合理规划，从而来保障机械加工过程的整体水平。

一、工装夹具设计原理与定位基准
（一）设计原理
不同的零部件所需要的加工程序是不同的，所涉及的工装夹具定位设计也各不相同。

在加工前需要对机械加工的各种设备进行仔细的检查，进而减少加工期间出现一定的偏差，影响后期制品的精确度。

工装夹具应用于工件的加工过程，从而保证工件的加工质量和加工精度达到相关标准。

工装夹具与先进的技术进行结合，可以将工件材料制作成新的零件，且在加工时，工装夹具可以有效地对工件材料进行固定。

且工装夹具作为一个重要的生产工具参与到零部件的生产过程中，对于整个机械加工过程而言起着非常大的推动作用。

（二）工艺基准
工装夹具的定位主要涉及到加工、测量以及装配等各个方面。

针对不同情况需要不同的工艺基准，即定位基准、测量基准和装配基准。

在对工装夹具进行一次机械加工时，一般采用的都是定位基准。

通过对机械加工过程的基准设计进行划分，且采用不同的基准方式进行加工，可以有效地保障工装夹具定位的准确性，提高机械加工的效率和质量[2]。

在机械加工过程中，相关人员需要对一定的零部件进行科学的测量，且需要明确整个加工过程的顺序，进而建立标准化的工艺基准。

这就要求工作人员在操作时，需要保障工装夹具的精确度，且对工装夹具的基准面进行二次加工时，需要对整个过程进行全面的监测，从而防止残缺品的产生。

（三）设计基准
设计基准主要是以图纸作为主要的参考依据。

在设计过程中，图纸主要是借助于相关数学原理，通过建立坐标系来构建出设计模型。

在实际的基准模式中，首先需要采用空间定位法对整个加工过程进行有效的把控，而这个过程要求工作人员必须具备超强的数学功底，所以在实际机械加工过程中这种案例相对较少，机械加工过程中必须要采用多种方式进行联合才能到达设计基准模式。

二、工装夹具的定位方案
（一）限定自由度
工装夹具的工作原理主要是通过对毛坯件进行固定，保障毛坯件定位在加工位置上。

且在实际加工时，为了保障整个操作的简洁性，一般不采用六点限制方式，在操作过程中会结合零部件自身的加工程度来进行限制。

由于各个零部件的自由度较大，为了保证自由度是合理的，操作人员需要对自身的技术水平能力进行一定的提升，进而保障自由度在限制过程中是符合标准的。

（二）对工件的固定
对限定面进行选择完毕后，工作人员需要对工件材料以及加工设备的需求进行分析，并采用先进的技术对工件进行一定的固定。

根据需要加工的工件材料、形状和尺寸选择夹具，一般在机械加工过程中所采用的夹具都是标准化的，但由于这些夹具自身的质量水平较低，不能应用于所有的工件。

因此就需要设计出标准化的夹具，从而实现对工件的大范围应用[3]。

高标准的专用夹具一般应用在特定的工件中，其投资相对较大，因此需要进行一定的实验才能进行使用。

混合式的夹具在使用过程中可以降低生产的成本，针对技术要求不高的零件可以采用普通夹具，而对于需要大量生产的零部件需要采用高标准的夹具，这可以在一定程度上提高生产效率。

三、工装夹具未来的发展方向
（一）标准化
随着社会对加工产品的质量要求越来越高，因此产品的审核标准在不断地上升。

为了保障加工产品的质量，在构建工装夹具时需要注重标准化。

只有具备一定的标准才能保障生产出来的产品满足生产制造需求，且当统一的标准制定出来后，各种零件制品的机械加工都可以找到合适的工装夹具，进而实现产品的规模化生产。

这不仅可以缩短整个产品的生产周期，且对于降低企业的成本而言也起着非常大的帮助[4]。

（二）高效化
当前，随着我国经济发展规模的不断加快，很多行业都进入到高速发展的阶段。

在发展过程中，不仅要求质量，更需要效率。

随着高效化理念在机械加工过程中的不断融入，不仅减少了工作人员的劳动强度，还大幅缩短生产周期，有效提高生产效率。

例如机械加工中采用高速自动化夹具，可以在夹紧固定状态下提高切削速度，在提高生产制造的效率的同时，有效保证零件制品的机械加工质量和加工精
度。

（三）精准化
科技水平的不断提高推动着机械加工行业朝着精密化加工、精准化控制的方向发展。

目前，为了更好地满足精准化制造生产，就必须要将先进的技术应用在机械加工行业中，进而保障生产加工的产品具有高质量和高性能。

产品的精度影响着整个企业的声誉，因此，为了保障产品的高精度高质量，加工企业需要严格按照标准进行实际加工生产，这就需要提高工装夹具的质量和精度标准，通过采用先进精密的工装夹具，保障加工过程的稳定性、有效性，提高产品的加工精度，提高零件的成品率。

（四）便捷性
为了提高零件加工的生产效率，需要对单一产品的生产线进行调整，这就要求工装夹具具有一定的便捷性。

通过采用先进的技术对工装夹具进行设计加工，在生产过程中操作人员对工装夹具设计加工的相关制备细节进行仔细的观察监测，防止工装夹具后期生产过程及使用过程中存在偏差。

为了更好调控工装夹具的生产制造，使其朝向便捷化的方向发展，就需要减少操作工序，避免加工过程的繁琐性，从有利于工作人员操作的角度出发，通过流水线的工作方式对工装夹具的制备，可以有效地提高产品的生产效率以及为企业带来良好的经济利润。

四、结束语
随着经济水平的不断提高、工业化进程的不断加快，机械加工行业正在迅速发展。

为了保障零件制品的生产质量，需要对加工过程进行高精度的严格要求。

因此，工装夹具的定位设计过程逐渐引起加工企业和制造行业的足够重视。

通过对工装夹具的设计原理和基准、工装夹具定位设计的方案以及发展方向进行分析，以此来提高工装夹具的应用效率，保障零件制品的加工精度。

通过在机械加工过程中采用高速自动化、高精准的工装夹具，既可以保证工件的精准定位，也能提高工件的机械加工效率，保证了零件的加工质量，提高了加工企业的生产制造利润。

参考文献
[1]覃事鹏.浅析机械加工中工装夹具的定位设计[J].湖北农机化,2018(02):60-61.
[2]杨云辉.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(21):158-160.
[3]潘巧玉.探析机械加工中的工装夹具定位设计[J].设备管理与维修,2021(16):133-135.
[4]李潮.机械加工中工装夹具定位设计方法[J].湖北农机化,2020(03):76.。