張秀麗， 宋新文

（中國重汽集團(tuán)大同齒輪有限責(zé)任公司，山西 大同 037305）

引言

零件的機(jī)械加工過程常需要夾具來輔助完成，因此夾具的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，在夾具中安裝工件時(shí)，包括定位和夾緊兩個(gè)過程，工件定位的目的，就是要使工件在夾具中處于正確的加工位置，定位不好，會(huì)影響加工精度，難以滿足零件加工要求。所以夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須處理好定位。定位有完全定位，不完全定位和過定位之分。在夾具設(shè)計(jì)中采用了過定位后，可能產(chǎn)生一些不良的后果：破壞原定位、降低定位精度、使工件裝不進(jìn)夾具等。因此，在確定工件的定位方案時(shí)，應(yīng)盡量避免采用過定位，但是，過定位對某些剛性較差、精度要求較高的工件有時(shí)會(huì)產(chǎn)生良好的結(jié)果，反而有利于提高加工精度，因此，必須合理地應(yīng)用過定位。

1 過定位的分析

過定位是指工件在定位時(shí)，同一個(gè)自由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上的約束點(diǎn)約束［1］。

1）過定位使用條件。重復(fù)限制自由度的支撐之間，不能使工件的安裝發(fā)生干涉；因過定位而引起的不良后果，在采取相應(yīng)措施后，仍應(yīng)保持工件的加工要求。否則不能采用過定位；工件的定位面必須經(jīng)過機(jī)械加工，且定位面和定位元件的尺寸、形狀和位置都做的比較準(zhǔn)確，比較光整。

2）過定位作用。過定位只是輔助支承，輔助支承只起支承作用而不起定位作用，它是為了增強(qiáng)支承剛度，減小工件在加工時(shí)受力變形，提高加工精度。

2 過定位在夾具中的應(yīng)用

零件圖紙要求在內(nèi)孔四周加工8個(gè)Φ17mm的通孔，孔位置度要求不大于0.1mm，由于零件裝機(jī)時(shí)孔的位置度相當(dāng)重要，所以加工時(shí)必須保證圖紙要求，零件開始采用通用定位方式在加工中心加工，即由端面和中間內(nèi)孔定位，兩邊壓緊的方法加工，如圖1所示。這樣加工出的產(chǎn)品位置度在0.07mm左右，且不穩(wěn)定，有超差的零件。

圖1 改進(jìn)前銑用夾具

圖2 改進(jìn)后銑用夾具 （mm）

通過分析研究，認(rèn)為出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是在加工過程中，端面受U鉆進(jìn)給時(shí)產(chǎn)生豎直方向的力，使得端面發(fā)生彈性變形，加工完彈性變形消失，導(dǎo)致測量時(shí)的基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致位置度超差不穩(wěn)定現(xiàn)象，因此改變定位結(jié)構(gòu)，采用過定位方式加工，即小內(nèi)孔、大內(nèi)孔、小端面、大端面同時(shí)定位，小內(nèi)孔、大端面為主定位，大內(nèi)孔、小端面為輔助支承，如下頁圖2所示；這樣就避免了因豎直方向受力，使得零件端面發(fā)生彈性變形。使用這種夾具加工出的孔位置度在0.03mm左右。連續(xù)加工了1 000件，位置度都在0.1mm內(nèi)，且比較穩(wěn)定。此種定位方式要求精車被加工件時(shí)兩定位端面間距離一致性要好，做夾具時(shí)A基準(zhǔn)與B基準(zhǔn)的同軸度應(yīng)保證在0.01mm以內(nèi)，C基準(zhǔn)與D基準(zhǔn)之間的距離要比零件兩端面之間的距離小在0.005～0.020mm之間［2］，距離太小會(huì)出現(xiàn)干涉，使得輔助支承變?yōu)橹鞫ㄎ?；太大起不到輔助支承作用。到目前一直采用此種結(jié)構(gòu)定位加工，沒出現(xiàn)因加工不穩(wěn)定造成位置度超差的零件。

3 結(jié)語

合理利用過定位，可以有效提高定位基準(zhǔn)之間的位置精度，也可增強(qiáng)系統(tǒng)剛性和加工質(zhì)量的可靠性。

［1］ 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995：11.

［2］ 朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.