定位與夾緊，沒(méi)那么簡(jiǎn)單

一往冇前

“夾具說(shuō)到底就是：定位與夾緊，目的只有一個(gè)：不變形”

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這是業(yè)界人士們總結(jié)夾具設(shè)計(jì)時(shí)的概括，但事情遠(yuǎn)不是如此簡(jiǎn)單，我們?cè)诮佑|各種方案的過(guò)程中都發(fā)現(xiàn)初步設(shè)計(jì)總會(huì)有一些定位、夾緊沒(méi)有很好解決，如此一來(lái)，再具創(chuàng)新性的方案都會(huì)失去實(shí)用意義，了解定位與夾緊基礎(chǔ)知識(shí)，才能從根本上保證夾具設(shè)計(jì)與加工方案的完整性。

定位器知識(shí)

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一、從工件側(cè)面進(jìn)行定位的基本原則

從工件側(cè)面進(jìn)行定位時(shí)，和支撐器同樣，3點(diǎn)原則是最基本的原則。 這和支撐器的原則是一樣的，稱(chēng)之為3點(diǎn)原則，是從「一條直線(xiàn)上的3個(gè)點(diǎn)決定一個(gè)面」這個(gè)原則衍生而來(lái)的。4個(gè)點(diǎn)中，3個(gè)點(diǎn)能決定一個(gè)面，所以總共可以決定4個(gè)面，但是不管如何定位，要使第4點(diǎn)在同一平面內(nèi)是相當(dāng)困難的。

▲3點(diǎn)原則

例如使用4個(gè)固定高度的定位器時(shí)，只有某處的3個(gè)點(diǎn)能接觸到工件，余下的第4點(diǎn)沒(méi)有接觸到工件的可能性還是很大的。

所以，配置定位器時(shí)，一般都以3個(gè)點(diǎn)為基準(zhǔn)，并且盡可能增加此3點(diǎn)之間的距離。

另外，定位器配置時(shí)，需要事先確認(rèn)施加加工負(fù)荷的方向。 加工負(fù)荷的方向也就是刀柄/刀具的行進(jìn)方向，在進(jìn)刀方向的末端配置定位器，可以直接影響到工件整體精度。

一般在工件毛坯面定位時(shí)，使用螺栓型可調(diào)節(jié)的定位器、在工件加工面定位時(shí)，使用固定型(工件接觸面經(jīng)過(guò)研磨)定位器。

二、從工件孔定位的基本原則

利用工件前工序中加工完的孔進(jìn)行定位時(shí)，需要使用有公差的銷(xiāo)子進(jìn)行定位。 通過(guò)工件孔的精度與銷(xiāo)子外形的精度配合，根據(jù)配合公差進(jìn)行組合，可以使定位精度達(dá)到實(shí)際需求。

此外，在使用銷(xiāo)子定位的時(shí)候，一般一個(gè)使用直柱銷(xiāo)另一個(gè)使用菱形銷(xiāo)，那么這樣裝拆工件就會(huì)變得比較方便，很少會(huì)出現(xiàn)工件與銷(xiāo)子卡死的情況。

▲使用銷(xiāo)定位

當(dāng)然，也可以通過(guò)調(diào)整配合公差，使兩個(gè)銷(xiāo)子都使用直柱銷(xiāo)也是可以的。為了更精準(zhǔn)的定位，通常使用一個(gè)直柱銷(xiāo)和一個(gè)菱形銷(xiāo)是最有效的。

使用一個(gè)直柱銷(xiāo)和一個(gè)菱形銷(xiāo)的情況時(shí)，通常菱形銷(xiāo)的配置方向（與工件接觸處）的連線(xiàn)與直柱銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)的連線(xiàn)垂直成 90°，這樣的配置方式是為了角向定位（工件回轉(zhuǎn)方向）。

夾緊器的相關(guān)知識(shí)

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一、夾緊器的分類(lèi)

根據(jù)夾緊方向，一般分為以下幾類(lèi):

接下來(lái)，讓我們來(lái)看一下各種夾緊器的特點(diǎn)。

1、從上方壓緊的夾緊器

從工件上方進(jìn)行壓緊的夾緊器夾緊時(shí)的變形量最少，且工件加工中最穩(wěn)定，所以在一般情況時(shí)，最先考 慮的就是從工件的上方進(jìn)行夾緊。 從工件上方壓緊的夾具最常見(jiàn)的就是手動(dòng)機(jī)械式的夾具。例如下圖被稱(chēng)之為「松葉式」的夾緊器。 壓板、雙頭螺栓、千斤頂、螺母組合而成的夾緊器稱(chēng)之為「松葉式」夾緊器。

另外，可以根據(jù)工件形狀，選擇不同形狀的壓板對(duì)應(yīng)各種不同形狀的工件。

松葉式夾緊器夾緊時(shí)的扭矩和夾緊力的關(guān)系，可以通過(guò)螺栓的推進(jìn)力進(jìn)行計(jì)算。

從工件上方進(jìn)行夾緊的夾緊器除了松葉式夾緊器以外，還有以下類(lèi)似的夾緊器。

2、從側(cè)面進(jìn)行夾緊的夾緊器

本來(lái)，從上方夾緊工件這種夾緊方式是精度最穩(wěn)定的、工件的加工負(fù)荷也是最小的。但是工件上方需要加工，或者從工件上方夾緊并不是很合適等的各種情況，導(dǎo)致不能從工件上方進(jìn)行夾緊時(shí)，可以選擇從工件側(cè)面進(jìn)行夾緊。但是工件相對(duì)來(lái)說(shuō)從側(cè)面進(jìn)行夾緊時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上浮的力，如何消除這個(gè)力，是必須要在設(shè)計(jì)夾具時(shí)注意的。

▲側(cè)面固定夾具

從側(cè)面進(jìn)行夾緊的夾緊器也有像上圖所示，在側(cè)面產(chǎn)生推力的同時(shí)，有一個(gè)斜向下的力，這種夾具就可 以有效避免工件上浮。

從側(cè)面進(jìn)行夾緊的夾緊器還有以下類(lèi)似的夾緊器。

3、從下拉緊工件的夾緊器

薄板型工件在加工上表面的時(shí)候，不僅不能從上方進(jìn)行夾緊，從側(cè)面壓緊也不合理，只能從下方拉緊工件的方法才是合理的夾緊方式。從下方拉緊工件時(shí)，如果是鐵材質(zhì)的工件，通常可以使用磁鐵類(lèi)夾緊器。非鐵材質(zhì)類(lèi)的金屬工件時(shí)，一般可以使用真空吸盤(pán)的方式進(jìn)行拉緊。

以上 2 種情況，夾緊力的大小和工件和磁鐵或真空吸盤(pán)的接觸面積的大小成正比。如果加工小工件時(shí)的 加工負(fù)荷太大，這樣加工效果會(huì)不怎么理想。

▲真空吸盤(pán)

另外，使用磁鐵或真空吸盤(pán)時(shí)，與磁鐵和真空吸盤(pán)的接觸面需要打到一定的光滑度才能夠安全、正常地使用。

4、利用孔夾緊的夾緊器

使用 5 軸加工機(jī)進(jìn)行多面同時(shí)加工或者模具加工時(shí)，為了防止夾具和工具對(duì)加工造成影響，一般會(huì)選擇 使用孔夾緊的方式是比較合適的。 與從工件上方進(jìn)行加緊和側(cè)面進(jìn)行夾緊的方式相比，利用孔夾緊的方式對(duì)工件產(chǎn)生的負(fù)荷更小，可以有效方式工件變形。

▲利用孔直接進(jìn)行加工

▲設(shè)置拉釘進(jìn)行夾緊

二、預(yù)夾緊

以上主要都說(shuō)的是工件夾緊方面的夾具，如何提高操作性、提高操作性使用預(yù)夾緊也是至關(guān)重要的。在底座上垂直設(shè)置工件的時(shí)候，工件由于重力原因會(huì)向下落。這時(shí)候就必須用手一邊按住工件一邊操作夾緊器。

▲預(yù)夾緊

工件如果是大重量或者多數(shù)個(gè)同時(shí)裝夾時(shí)，操作性會(huì)大幅度下降，裝夾時(shí)間也很長(zhǎng)。這時(shí)候使用這種彈簧類(lèi)預(yù)夾緊產(chǎn)品，就能使工件在保持不動(dòng)的狀態(tài)下操作夾緊器，大幅度提升操作性、 減少工件裝夾時(shí)間。

三、選擇夾緊器時(shí)的注意事項(xiàng)

在同一個(gè)工裝內(nèi)使用多種類(lèi)的夾緊器時(shí)，夾緊&放松用的工具請(qǐng)務(wù)必統(tǒng)一。例如下左圖，利用多種工具扳手進(jìn)行夾緊操作時(shí)，操作人員的整體負(fù)擔(dān)會(huì)變大，并且工件整體的裝夾時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)。例如下右圖，把工具扳手統(tǒng)一、螺栓尺寸也統(tǒng)一，方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員。

▲工件裝夾的操作性

另外，配置夾緊器的時(shí)候，需要盡可能的考慮到工件裝夾的操作性。如果裝夾的時(shí)候工件需要傾斜裝夾的話(huà)，這樣操作性就很不方便，在設(shè)計(jì)夾具工裝的時(shí)候需要避免產(chǎn)生這種情況。

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理論大部分人都明白，實(shí)際加工過(guò)程中，過(guò)定位、缺少輔助支撐的現(xiàn)象很普遍

邢云鶴

感謝分享

okmeiyou

夾具的設(shè)計(jì)的確是一門(mén)學(xué)問(wèn)，設(shè)計(jì)得好，有利于生產(chǎn)進(jìn)行。

cyq508

謝謝分享

邢云鶴

感謝分享