摘要：工裝夾具定位設計對機械加工具有重要意義。基於此，本文首先闡述了工裝夾具的作用，分析了機械加工定位基准及其分類，並詳細探討了工裝夾具的定位設計。
關鍵詞：機械加工；工裝夾具；定位設計
機械工件在加工過程中，需精准的測量、精確的定位，才能被加工組裝成合格、耐用的工件。在加工中，應用科學的夾具設計可提高產品質量及生產效率。工裝夾具具有精准的定位功能，能限制工件的自由度，從而保證工件加工面與工裝夾具原件的緊密接觸，以此加工出更好的機械工件。機械在加工時，僅依靠人力手工及簡單的小工具輔助已不能滿足工件的精度要求，而夾裝工具能做到此點，其能大幅度提高機械加工精度。
一、工裝夾具的作用
1、提高制造效率，降低生產成本。一方面能使工裝夾具標准化，即采用通用化、標准化、模塊化程度較高的工裝夾具，以盡可能縮短加工的准備時間，提高操作效率。另一方面，可采用液動、氣動或氣液聯合夾緊等裝置，提高工作效率。多工位夾具和可調換夾具等的使用，能較大程度提高工作的效率。為了提高工作效率，在進行數控銑床工裝夾具設計時應注意以下問題。首先，要盡可能通過一次裝夾來實現加工成型，以縮短加工時間，提升工作效率，也有利於提升加工精度。其次，可通過提高裝夾速度來提高工作效率。通過使用多位、多件夾具加快裝夾速度，以縮短加工時間。最后，通過合理選擇刀具尺寸、形狀及切削量，提升工作效率。
2、確保質量。夾具能極大地提高工件的加工精確度，從而保證工件的質量達到更加高水平的標准。使用夾具固定工件時，能確保工件與刀具、機床間的位置，也能避免因人為因素產生的影響，從而保證同批次工件的加工精度。受局部熱變形和應力的影響，零件會產生較大的變形。在夾具設計過程中，通過計算提前預留余量，使應力、變形和變形方向得到可靠控制，從而保證零件質量。
二、機械加工定位基准
定位基准控制對機械加工影響較大，會影響到各類零件加工進度與大小等，對生產加工技術工藝與夾具結構也會產生較大影響。所以對定位基准合理選擇具有重要作用，在機械制造過程中，通過生產階段不同幾何圖形元素分析線表面間存在的各項關系。定位基准在判定過程中需分析零件設計基准，在具體定位過程中需確定以下基本原則，首先要保障設計基准與定位基准間能相互重合，防止產生制造誤差。其次在不同加工項目中需對相同基准要求進行判定，將加工項目當做是定位基准，對機械項目加工中的不同基准為基礎，項目之間相互協作參照，對項目重復加工。通過確立基准能使各類工件定位精確性更高，在生產加工過程中便捷性更強。定位基准能划分為精基准與粗基准，粗基准主要是將各類產品毛坯面作為定位基准，精基准是對已加工制造過的表面作為定位基准。粗基准選取過程中要對加工面與不加工面連接的空間進行分析，結合設計圖判定加工面和不加工面精確位置。在定位基准選取過程中，要對各類工件生產加工要求進行分析，避免不合理選取定位基准對后續生產加工質量產生較大影響。在工件自由度控制過程中，選取最佳的定位基准進行工件加工。
三、機械加工定位基准的分類
定位基准的選擇對機械加工有很大的影響，它直接影響零件表面位置的大小和精度，同時還對加工工藝和夾具的結構有很大的聯系。所以，加強對定位基准選擇的重視程度是很有必要的。在機械制造中，參考是指生產幾何元素來確定線表面間的關系。划分標准的作用和應用，在定位基准的選擇過程中，一定要充分考慮工件加工的要求，避免由於定位基准選擇不合理而影響后期加工的過程，尤其是工件自由度的控制，所以選擇一個合理的定位基准對工件加工十分重要。
四、工裝夾具的定位設計
1、工件定位分析。在機械加工中，工件定位的精准度直接決定機床加工工件的精准度。在工件定位中主要存在三方面的影響因素，分別是工件相對機床的位置、工件相對夾具的位置、夾具相對機床的位置。其中，工件與機床相對位置的確定，需要夾具來輔助完成。因此要保證工裝夾具定位設計的科學性，以此提高機械加工的精准度。
2、工件定位夾具的作用。對加工工件完成定位后，需要對其進行位置固定，此時就需要采用合理的裝置確保工裝夾具發揮出對工件位置的固定作用。比如：台虎鉗，又稱虎鉗，用以夾穩加工工件，是用來夾持工件的通用夾具。它被裝置在工作台上，尤其當出現壓板不穩定且壓不住的情況時，就需要用到虎鉗。但在使用虎鉗時需要注意在夾緊工件時要松緊適當，而且只能用手板緊手柄，不得借助其他工具加力，特別是在強力作業時，應盡量使力朝向固定鉗身。不許在活動鉗身和光滑平面上敲擊作業，一定要定期對絲杠、螺母等活動表面經常清洗、潤滑，以防生銹，這樣才能保證虎鉗發揮其最大作用。夾具的固定作用是在工件加工過程中，保障其在准確的定位位置。因一旦工件位置存在誤差，勢必會因慣性或切削力等情況致使工件在加工過程中出現位移等問題，這樣就會造成工件定位精准度的大幅降低，進而對工件加工精准度造成不良影響。
3、具體設計方法。工件夾具定位方式在實際的加工過程中有着重要作用，定位是為了保障工件定位的准確和加工的精准性，因此在工件加工中屬於重要的一環。在定位前必須對定位原理有深入、全面的掌握，尤其是幾種普遍采用的定位方式更要爛熟於心，以確保面對定位有偏差的情況時可在最快時間內根據定位誤差展開計算並將其調整解決。
（1）六點定位法。工件在尚未定位的階段，往往是空間的直角坐標系呈現出六個方向自由度的形態，而對工件實行定位的目的便是借助於一定的手段來限制工件的自由度。工件的六點定位原理，是運用六個支撐點來分別限制自身的六個自由度，使用此方法有利於高效率地確定工件空間的所在位置。
（2）機械加工自由度和力學自由度。機械加工自由度和力學自由度間存在較大差異，其中，機械加工自由度主要是對三維空間中的不確定性進行全面控制，而且該種定位過程需要做好夾緊和定位操作的有效區分。倘若能保持工件的穩定性，工件的三維位置將會展示出不變的特點，但這並不能表示空間的實際空間位置已被確定出來，這主要是由於工件的定位與夾具息息相關，在工件夾緊過程中，應確保定位位置不會受到其他外力影響。六點定位法中的點主要指工件自由度，並不是工件和夾具的接觸點位。因此，在實際工裝夾具應用時，可將其作為工件的其中一個支撐點，以此來提升定位工作的准確性。總的來說，定位工件中可有很多個支撐點，在實施工件定位時，人們可實現對工件自由度的全面控制，之后對工件支撐點數進行合理確定。
4、機械加工的輔助基准。在定位工件的過程中，為了提高加工面位置的精度，通常選擇設計或裝配基准作為重要基准。以上基准位於零件的主表面上，但在處理某些部分時，為便於安裝作為目標，它將創建一個基於人的基准。這不屬於基准工作面的一部分，主要是為了更好地滿足工藝要求，所以稱之為輔助基准。另外，受過程影響的次表面的一些部分適合作為定位參考，可有效地提高參考水平的處理，並且表面質量也可用於定位過程，因此也被認為是輔助基准。
綜上所述，機械加工時，在選用高質量工裝夾具的基礎上，必須做好工裝夾具的設計，對六點定位原則進行熟練掌握，根據加工需要科學地調控工件的自由度，精准定位工件的位置，從而最大程度上保障工件加工的質量和效率。
參考文獻：
[1]梁榮堅.機械加工中的工裝夾具定位設計方法[J].機械管理開發，2019，34(02):3-4.
[2]覃事鵬.淺析機械加工中工裝夾具的定位設計[J].湖北農機化，2018(02):60-61.
[3]尤世傑.試論機械加工中的工裝夾具定位設計[J].山東工業技術，2019(15):39．