浅谈过定位在加工夹具中的应用

2015-03-20张秀丽宋新文

机械管理开发 2015年7期

张秀丽，宋新文

（中国重汽集团大同齿轮有限责任公司，山西大同 037305）

引言

零件的机械加工过程常需要夹具来辅助完成，因此夹具的设计是至关重要的，在夹具中安装工件时，包括定位和夹紧两个过程，工件定位的目的，就是要使工件在夹具中处于正确的加工位置，定位不好，会影响加工精度，难以满足零件加工要求。所以夹具设计时必须处理好定位。定位有完全定位，不完全定位和过定位之分。在夹具设计中采用了过定位后，可能产生一些不良的后果：破坏原定位、降低定位精度、使工件装不进夹具等。因此，在确定工件的定位方案时，应尽量避免采用过定位，但是，过定位对某些刚性较差、精度要求较高的工件有时会产生良好的结果，反而有利于提高加工精度，因此，必须合理地应用过定位。

1 过定位的分析

过定位是指工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上的约束点约束［1］。

1）过定位使用条件。重复限制自由度的支撑之间，不能使工件的安装发生干涉；因过定位而引起的不良后果，在采取相应措施后，仍应保持工件的加工要求。否则不能采用过定位；工件的定位面必须经过机械加工，且定位面和定位元件的尺寸、形状和位置都做的比较准确，比较光整。

2）过定位作用。过定位只是辅助支承，辅助支承只起支承作用而不起定位作用，它是为了增强支承刚度，减小工件在加工时受力变形，提高加工精度。

2 过定位在夹具中的应用

零件图纸要求在内孔四周加工8个Φ17mm的通孔，孔位置度要求不大于0.1mm，由于零件装机时孔的位置度相当重要，所以加工时必须保证图纸要求，零件开始采用通用定位方式在加工中心加工，即由端面和中间内孔定位，两边压紧的方法加工，如图1所示。这样加工出的产品位置度在0.07mm左右，且不稳定，有超差的零件。

图1 改进前铣用夹具

图2 改进后铣用夹具（mm）

通过分析研究，认为出现此现象的原因是在加工过程中，端面受U钻进给时产生竖直方向的力，使得端面发生弹性变形，加工完弹性变形消失，导致测量时的基准与加工基准不一致，导致位置度超差不稳定现象，因此改变定位结构，采用过定位方式加工，即小内孔、大内孔、小端面、大端面同时定位，小内孔、大端面为主定位，大内孔、小端面为辅助支承，如下页图2所示；这样就避免了因竖直方向受力，使得零件端面发生弹性变形。使用这种夹具加工出的孔位置度在0.03mm左右。连续加工了1 000件，位置度都在0.1mm内，且比较稳定。此种定位方式要求精车被加工件时两定位端面间距离一致性要好，做夹具时A基准与B基准的同轴度应保证在0.01mm以内，C基准与D基准之间的距离要比零件两端面之间的距离小在0.005～0.020mm之间［2］，距离太小会出现干涉，使得辅助支承变为主定位；太大起不到辅助支承作用。到目前一直采用此种结构定位加工，没出现因加工不稳定造成位置度超差的零件。