定位與夾緊，沒那么簡單

一往冇前

“夾具說到底就是：定位與夾緊，目的只有一個：不變形”

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這是業界人士們總結夾具設計時的概括，但事情遠不是如此簡單，我們在接觸各種方案的過程中都發現初步設計總會有一些定位、夾緊沒有很好解決，如此一來，再具創新性的方案都會失去實用意義，了解定位與夾緊基礎知識，才能從根本上保證夾具設計與加工方案的完整性。

定位器知識

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一、從工件側面進行定位的基本原則

從工件側面進行定位時，和支撐器同樣，3點原則是最基本的原則。 這和支撐器的原則是一樣的，稱之為3點原則，是從「一條直線上的3個點決定一個面」這個原則衍生而來的。4個點中，3個點能決定一個面，所以總共可以決定4個面，但是不管如何定位，要使第4點在同一平面內是相當困難的。

▲3點原則

例如使用4個固定高度的定位器時，只有某處的3個點能接觸到工件，余下的第4點沒有接觸到工件的可能性還是很大的。

所以，配置定位器時，一般都以3個點為基準，并且盡可能增加此3點之間的距離。

另外，定位器配置時，需要事先確認施加加工負荷的方向。 加工負荷的方向也就是刀柄/刀具的行進方向，在進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，使用螺栓型可調節的定位器、在工件加工面定位時，使用固定型(工件接觸面經過研磨)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行定位時，需要使用有公差的銷子進行定位。 通過工件孔的精度與銷子外形的精度配合，根據配合公差進行組合，可以使定位精度達到實際需求。

此外，在使用銷子定位的時候，一般一個使用直柱銷另一個使用菱形銷，那么這樣裝拆工件就會變得比較方便，很少會出現工件與銷子卡死的情況。

▲使用銷定位

當然，也可以通過調整配合公差，使兩個銷子都使用直柱銷也是可以的。為了更精準的定位，通常使用一個直柱銷和一個菱形銷是最有效的。

使用一個直柱銷和一個菱形銷的情況時，通常菱形銷的配置方向（與工件接觸處）的連線與直柱銷和菱形銷的連線垂直成 90°，這樣的配置方式是為了角向定位（工件回轉方向）。

夾緊器的相關知識

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一、夾緊器的分類

根據夾緊方向，一般分為以下幾類:

接下來，讓我們來看一下各種夾緊器的特點。

1、從上方壓緊的夾緊器

從工件上方進行壓緊的夾緊器夾緊時的變形量最少，且工件加工中最穩定，所以在一般情況時，最先考 慮的就是從工件的上方進行夾緊。 從工件上方壓緊的夾具最常見的就是手動機械式的夾具。例如下圖被稱之為「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之為「松葉式」夾緊器。

另外，可以根據工件形狀，選擇不同形狀的壓板對應各種不同形狀的工件。

松葉式夾緊器夾緊時的扭矩和夾緊力的關系，可以通過螺栓的推進力進行計算。

從工件上方進行夾緊的夾緊器除了松葉式夾緊器以外，還有以下類似的夾緊器。

2、從側面進行夾緊的夾緊器

本來，從上方夾緊工件這種夾緊方式是精度最穩定的、工件的加工負荷也是最小的。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，導致不能從工件上方進行夾緊時，可以選擇從工件側面進行夾緊。但是工件相對來說從側面進行夾緊時會產生一個上浮的力，如何消除這個力，是必須要在設計夾具時注意的。

▲側面固定夾具

從側面進行夾緊的夾緊器也有像上圖所示，在側面產生推力的同時，有一個斜向下的力，這種夾具就可 以有效避免工件上浮。

從側面進行夾緊的夾緊器還有以下類似的夾緊器。

3、從下拉緊工件的夾緊器

薄板型工件在加工上表面的時候，不僅不能從上方進行夾緊，從側面壓緊也不合理，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，如果是鐵材質的工件，通常可以使用磁鐵類夾緊器。非鐵材質類的金屬工件時，一般可以使用真空吸盤的方式進行拉緊。

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

▲真空吸盤

另外，使用磁鐵或真空吸盤時，與磁鐵和真空吸盤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 軸加工機進行多面同時加工或者模具加工時，為了防止夾具和工具對加工造成影響，一般會選擇 使用孔夾緊的方式是比較合適的。 與從工件上方進行加緊和側面進行夾緊的方式相比，利用孔夾緊的方式對工件產生的負荷更小，可以有效方式工件變形。

▲利用孔直接進行加工

▲設置拉釘進行夾緊

二、預夾緊

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

▲預夾緊

工件如果是大重量或者多數個同時裝夾時，操作性會大幅度下降，裝夾時間也很長。這時候使用這種彈簧類預夾緊產品，就能使工件在保持不動的狀態下操作夾緊器，大幅度提升操作性、 減少工件裝夾時間。

三、選擇夾緊器時的注意事項

在同一個工裝內使用多種類的夾緊器時，夾緊&放松用的工具請務必統一。例如下左圖，利用多種工具扳手進行夾緊操作時，操作人員的整體負擔會變大，并且工件整體的裝夾時間也會變長。例如下右圖，把工具扳手統一、螺栓尺寸也統一，方便現場操作人員。

▲工件裝夾的操作性

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

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理論大部分人都明白，實際加工過程中，過定位、缺少輔助支撐的現象很普遍

邢云鶴

感謝分享

okmeiyou

夾具的設計的確是一門學問，設計得好，有利于生產進行。

cyq508

謝謝分享

邢云鶴

感謝分享