王芳

摘?；要：機(jī)床夾具中，對(duì)工件的定位有完全定位、不完全定位和重復(fù)定位。其中重復(fù)定位在實(shí)際加工生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用。這種重復(fù)限制工件不定度的定位方式，在保證工件制造加工精度高的前提下，可以極大地發(fā)揮其定位優(yōu)勢(shì)。本文重點(diǎn)介紹機(jī)床夾具中重復(fù)定位的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)床夾具?；重復(fù)定位?；制造精度

機(jī)械加工中，機(jī)床夾具上的工件應(yīng)保證相對(duì)于刀具以及切削成形運(yùn)動(dòng)，處于一個(gè)正確的空間位置。對(duì)工件實(shí)現(xiàn)定位時(shí)，依據(jù)的是六點(diǎn)定位原理，夾具在對(duì)工件不定度限制，是由各種基本定位體來(lái)限制工件不定度的。從理論上講，工件不定度數(shù)量越少，工件在夾具中的穩(wěn)定性越好。實(shí)際工作中，工件不定度的數(shù)量是根據(jù)具體加工要求來(lái)確定的，故而工件在夾具中可采用的定位方式有：完全定位、不完全定位、重復(fù)定位等。

完全定位就是把工件空間的6個(gè)不定度全部限制的定位，不完全定位是工件空間的六個(gè)不定度不全部限制的定位。這兩種定位方式適應(yīng)于工件自身剛性好，定位表面精度高，與定位表面接觸面積較大的工件加工。而機(jī)械加工所遇到的工件，其形狀、各部分尺寸差異較大，當(dāng)工件與定位元件的接觸面積較小時(shí)，如果采用這兩種定位會(huì)造成工件的定位剛性差，定位的穩(wěn)定性下降，切削加工困難甚至出現(xiàn)無(wú)法加工的現(xiàn)象。實(shí)際生產(chǎn)中，定位往往是綜合運(yùn)用各種點(diǎn)、直線、平面及基本定位體進(jìn)行不同的組合，而形成一個(gè)較完整的定位體系。故而在對(duì)工件定位時(shí)就會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象，使得工件的安裝出現(xiàn)重復(fù)定位的情況。重復(fù)定位是重復(fù)限制工件不定度的一種定位方式，這種定位方式在實(shí)際中有很多的應(yīng)用。例如薄壁套類(lèi)工件采用平面長(zhǎng)銷(xiāo)定位，細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)工件采用“一夾一頂”定位，箱體和撥叉類(lèi)工件采用平面雙銷(xiāo)定位等等。這些定位方式都出現(xiàn)了工件的同一個(gè)不定度被夾具不同的定位元件重復(fù)限制。重復(fù)定位往往會(huì)造成工件之間對(duì)某項(xiàng)不定度最終被限制時(shí)出現(xiàn)不確定性。

采用重復(fù)定位會(huì)產(chǎn)生以下不良的后果：使定位質(zhì)量不穩(wěn)定，降低定位精度；可能引起夾緊變形和虛假接觸；可能造成工件夾緊困難。這些后果可以通過(guò)簡(jiǎn)化重復(fù)定位的結(jié)構(gòu)來(lái)消除，比如在工件定位表面較嚴(yán)格制造精度的前提下，去合理地利用重復(fù)定位，使工件與夾具定位元件保持較穩(wěn)定的接觸狀態(tài)，增大定位元件與工件定位表面間的接觸面積，有效地提高接觸剛度。還能夠與夾具形成較為理想的結(jié)合狀態(tài)，在夾緊力和微量彈性變形條件下，可以得到理想的面接觸，使工件與夾具形成穩(wěn)固的結(jié)合。

例如套類(lèi)工件以內(nèi)孔為定位表面時(shí)，可采用自位支撐結(jié)構(gòu)，消除端面垂直度誤差，在軸向夾緊作用下浮動(dòng)調(diào)整起止推定位基準(zhǔn)的作用。當(dāng)以端面為第一定位基準(zhǔn)時(shí)，把長(zhǎng)銷(xiāo)改為短銷(xiāo)，即可消除工件直線度誤差引起的安裝不穩(wěn)定和心軸變形。工件批量較大時(shí)，定位端面與內(nèi)孔表面一次性加工完成，可采用窄小環(huán)形平面替代大的端平面，使工件定位的擺動(dòng)誤差大幅度減少。

由基本定位體的定位約束作用可知：定位元件的定位長(zhǎng)度由長(zhǎng)改短就能消除對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)不定度的限制作用。同理軸類(lèi)零件“一夾一頂”裝夾，可以適當(dāng)減少卡爪對(duì)外圓的夾持長(zhǎng)度，也可消除重復(fù)定位對(duì)加工的影響。

機(jī)械加工中，經(jīng)常遇到的箱類(lèi)、蓋板類(lèi)、杠桿類(lèi)、撥叉類(lèi)，甚至在某些盤(pán)類(lèi)工件的定位中，廣泛地應(yīng)用到平面雙銷(xiāo)組合定位。這種定位能使工件在進(jìn)行多道工序的加工制造過(guò)程中，保證定位基準(zhǔn)盡量統(tǒng)一。平面雙銷(xiāo)組合定位能最大限度地限制工件不定度的數(shù)量，增加工件定位表面與定位元件的有效面積，從而提高了加工剛度及定位穩(wěn)定性。平面雙銷(xiāo)定位也屬于重復(fù)定位，由于兩圓柱銷(xiāo)對(duì)沿平面內(nèi)兩個(gè)移動(dòng)不定度進(jìn)行了重復(fù)限制，會(huì)造成當(dāng)兩定位孔的孔距誤差較大時(shí)，工件在夾具上會(huì)引起干涉，導(dǎo)致裝夾困難，如下圖所示。

圖

要避免安裝時(shí)的干涉現(xiàn)象，可采用下列方法：一是要采用嚴(yán)格控制工件兩定位孔的孔徑及孔距公差，目前的數(shù)控機(jī)床加工，其數(shù)控系統(tǒng)的控制精度可以達(dá)到0.1μm，機(jī)床的經(jīng)濟(jì)加工精度可以穩(wěn)定地達(dá)到1μm，加工后所得到的工件定位表面，其尺寸精度和形狀精度、位置精度均可達(dá)到相當(dāng)高的水平，由此在工件制造加工精度高的前提下，用雙銷(xiāo)定位，即發(fā)揮了其長(zhǎng)處，又避免了工件裝夾時(shí)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象；二是采用一端用圓柱銷(xiāo)，另一端用削邊銷(xiāo)。削邊銷(xiāo)起到防轉(zhuǎn)，同時(shí)也避免干涉現(xiàn)象。

總之，工件在機(jī)床夾具中定位時(shí)，一定要根據(jù)工件的具體加工要求，選用合理的定位方式來(lái)保證工件的加工精度。