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機床夾具誕生于18世紀后葉，在科學技術不斷進步的過程中，夾具逐漸從輔助加工工具發展成為一種門類齊全、功能豐富的工藝裝備。國際生產研究協會相關統計表明，中小批多品種生產的工件在工件總量中約占85%。在現代化加工要求不斷提高的同時，夾具種類也在不斷地更新換代，以適應市場的競爭需求，為了提高生產效率，很多企業大量采購專用夾具，但因夾具更新換代較快，很多夾具磨損量不足5%就報廢了，浪費極大。近年來，數控機床、成組技術和柔性制造系統不斷應用，對機床夾具提出了更高的要求。本文結合工裝夾具的重要作用，探究了定位方法。

1現代工裝夾具的發展方向

1.1標準化

工裝夾具的標準化要求需要遵循國家標準，保證適應不同產品的加工，進一步完善通用夾具和組合夾具的標準。只有實現工裝夾具的標準化，才能保證產品實現商品化生產，縮短生產周期，降低加工成本。

1.2精密化

在機械產品精度不斷提高的同時，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率的提高為主要目的，減輕操作人員的勞動強度，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，銑床上應用的電動虎鉗裝夾工件具有較高的效率，車床上應用的高速自定心卡盤試驗轉速達到9000r/min，可以在自然條件下保持工件夾緊，提高切削速度，將高效化夾具應用于數控機床，使得生產效率大大提高。

1.4柔性化

工裝夾具的柔性化需要應用可靠的調整和組合方法保證其適應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、生產批量、工件形狀和尺寸等。為了適應現代化機械加工水平，必須擴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構，提高夾具結構的可調性。

2機床夾具及其分類

機床夾具是機床上裝夾工件或者引導刀具的重要裝置，在應用過程中發揮重要的定位作用，保證工件在相對與機床和刀具的位置足夠明確，同時將工件可靠夾緊。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不會變動位置[1]。機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準程度，可以在相當大的范圍內適應不同工件的加工過程，例如車床上應用的三爪卡盤和四爪卡盤、銑床上的平口鉗分度頭和回轉工作臺等，這些通用夾具一般由專業工廠生產，作為機床的附件提供給用戶，通用夾具雖然標準化程度較高，適應性強，但是生產效率較低，一般只應用于單件和小批量產品的加工中；專用夾具是指為某件產品加工或者某個生產過程專門設計的夾具，該類夾具結構十分緊湊，應用過程中方便迅速，可以很大程度上提高產品的加工精度和生產效率，但是該類夾具的設計周期較長，生產制造成本較高，如果產品種類變更，夾具將不能繼續使用而報廢，一般只應用于大批量機械產品生產中。組合夾具需要按照工件的加工要求，應用預制的標準零部件組合而成，專業廠家制造，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，適用于新產品研發和單件小批量生產中。隨行夾具安裝在自動化生產線上，該類夾具發揮良好的裝夾作用，同時可以跟隨工件移動到下一個工位，進行后續加工。

3機床夾具的組成及重要作用

其中定位元件與定位基準接觸，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床和刀具的位置不變。夾具的重要價值總結如下：

（1）可以保證工件的加工精度。應用夾具裝夾工件時，可以保證工件與刀具和機床的相對位置，避免受到人工技術水平的影響，保證同一批工件的加工精度相同。

（2）可以減少輔助工時，提高生產效率。應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。另外工件裝夾后提高了整體剛性，可以增加切削用量，同時可以應用多工位裝夾工具，應用高效夾緊機構提高提高生產效率。

（3）可以擴大機床的使用范圍，提高適應性。結合實際加工機床的成型運動方式，加工過程中應用不同種類的夾具，擴大機床的工藝范圍，例如在車床的溜板或者搖臂鉆床上裝上鏜模，可以實現箱體零件的鏜孔加工，提高了機床的靈活性和適應性[2]。

4工件裝夾和夾具設計原理

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床或者刀具上的相對位置，對好切削和成型運動位置。該項工作中的重點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現，因此工裝夾具也成為機械加工系統中的重要組成部分。對于工件的定位而言，需要明確實際精度需求，工件的最終精度是工件相對與機床獲取的，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，第二種是工件在機床上的定位，第三種是夾具在機床上的定位。其中工件在機床上的定位需要借助夾具的定位來實現。工件定位工作結束后需要應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先的定位位置，否則在切削力和慣性力的影響下勢必導致工件移位或震動，使原有的準確定位遭到破壞，影響加工精度。機床上夾緊裝置的重要作用是產生夾緊力。工件在夾具中的定位方法是生產過程中的重點，定位的任務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械加工中的重點。必須深刻理解定位原理，掌握常用的工件定位方法，可以及時處理欠定位和過定位的問題，正確計算出定位誤差。以下重點探究六點定位方法的應用。對于沒有被定位的工件而言，其在空間直角坐標系中具有六個自由度，工件定位的任務是要對工件的部分自由度或者全部自由度進行限制。工件的六點定位原理就是借助六個支撐點對工件的自由度進行限制，保證工件在三維空間內精確定位。針對機械加工中的自由度概念而言，其與力學中的自由度有一定的差別，機械加工過程中的自由度一般是指工件在三維空間內的不確定性。值得注意的是，需要正確區分夾緊和定位的概念，工件經過夾緊后，在三維空間內的位置就不能再改變，但是并不能說明工件在空間內的位置就被確定。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]。六點定位原則中的“點”表示工件的自由度，不能理解為接觸點，在應用工裝夾具的過程中，需要發揮出支撐點對工件的定位作用，而一個定位元件可以有多個支撐點，通過定位元件對工件自由度的限制可以判斷出支撐點的數目。

5結束語

隨著機械加工技術的發展和進步，對產品的加工精度提高了較高的要求，因此在實際加工過程中必須應用可靠的工裝夾具保證被加工工件位置的精確性。在定位設計過程中，可以應用六點定位原則對工件的自由度進行限制，保證工件在夾具內精確而又快速地定位，從而提高加工質量和加工效率。

參考文獻

[1]李偉，王英建.機械加工中工裝夾具的定位設計及其價值研究[J].華中科技大學（機械設計與加工），2010，30（1）：50.

[2]余建軍，任治軍，王輝，等.不同工裝夾具在實際機械生產過程中的應用[J].機械制造技術導刊，2011，39（12）：115.

[3]梁建光，孔嘯，殷莉，等.六點定位法在機械工件定位中的應用[J].華北電力大學學報（工程測量技術），2012，34（21）：108.

作者：王存榮 單位：滁州市康達叉車零部件制造有限公司