淺談如何確定摩托車工裝夾具設計中零部件形位公差

摘要：在摩托車生產的過程中，為了保證產品的質量以及生產效率，通常需要用到工裝夾具。通過工裝夾具的使用可以有效保證摩托車產品的質量，提高生產效率，擴大工具的操作范圍等。但是如果工裝夾具的零部件在設計過程中，形狀誤差和位置誤差會對工裝夾具制造的精確度造成較大的影響，這就會直接對摩托車的生產質量造成影響。本文對如何在摩托車工裝夾具設計過程中正確選擇零部件的形位公差進行了一定的探討。

關鍵詞：摩托車 工裝夾具設計 零部件形位公差

1.摩托車工裝夾具的整體設計

1.1確定零部件的加工工藝路線

摩托車各個零部件的加工工藝路線決定了每個環節中夾具的具體形式。要明確各道工序加工的先后順序以及每一道工序中具體應該完成哪些任務，明確夾具各個零部件的具體尺寸、形位公差以及表面的平整度等。在進行工藝的制定時，要盡量將多個相關尺寸的零部件一次裝夾完成，這樣可以有效減少加工過程中的誤差。另外，還應該注意各個工序之間節拍的平衡性，使夾具的規劃與生產能相互匹配，保證生產流暢。

1.2確定工序定位方案

在進行基準定位時，應當盡量使定位基準與設計基準統一，工件的定位尺寸和精度要完全按照設計圖中標注的尺寸和精度進行選擇。在進行工藝定位基準的選擇時，應盡量按照設計圖中標注的尺寸作為夾具設計的依據，這樣可以避免繁瑣工藝計算所產生的誤差，保證工件的加工質量。

1.3機床各軸行程的確定

機床的各個軸的行程都存在一個極限值，在夾具的設計過程中必須要詳細了解每個軸的極限行程，因為機床的軸在運行到行程極限時，其定位精度會逐漸下降。同時，部分機床在行程極限位置進行切削零部件時，其剛性表現不足，會出現振刀或振紋的現象，這會直接影響摩托車零部件表面的光潔度以及尺寸的精度。

1.4工裝夾具重量的確定

不同工作臺的額定載荷有一定的差異，要以此為依據來確定夾具的最大重量。在保證使用性能、剛度、強度的情況下，應當盡量降低夾具的重量。從理論上來講，夾具的重量加上毛坯零部件的最大重量應小于工作臺的額定載荷，且需要預留一定的安全空間。

1.5保證夾具擁有足夠的剛性

通常情況下，應盡量采用有鑄造件結構的夾具，這樣的夾具具有較高的結構穩定性。為了保證夾具的精確度，在夾具使用前要對夾具進行退火或者人工時效處理，防止夾具在使用之后，內應力釋放所導致的變形，影響其精確度。

2.摩托車工裝夾具的基準定位

2.1基準的分類

定位基準的選擇是夾具的加工工藝中應該注意的重點問題之一，它會對零部件的位置尺寸和精度產生直接的影響，同時還會對整個工藝過程的規劃和夾具的結構造成較大的影響。根據作用以及應用場合方面的差異，通常將基準分為設計基準和工藝基準兩類。

設計基準是指在設計圖中所采用的基準，比如孔、軸的中心線作為設計基準。工藝基準是指加工過程中所采用的基準，如定位基準、測量基準等。在進行工藝基準選擇時，首先要選擇粗基準。

當確定零部件的最大自由度數以后，其某一方向的自由度往往會有幾個基準可供選擇，這時就需要判斷如何進行定位基準的正確選擇。定位基準分為粗基準及精基準。當零部件還是毛坯時，需要利用其未加工的表面作為定位基準時，被稱為粗基準；利用已加工過的表面作為定位基準時，則被稱為精基準。

2.2粗基準的選擇

在進行夾具零部件的加工時，零部件的各個面還未進行任何加工，只能以毛坯面作定位基準。在進行粗基準的選擇時，需要從兩個方面進行考慮，首先是要保證加工面與不加工面之間的相互位置的精度要求；其次是要對各個加工面的加工余量進行合理的分配。

2.2.1.選擇不需要進行加工的表面作為粗基準

當零部件上有一個表面不需要進行加工時，則應當選擇這個表面作為粗基準，這樣可以有效保證零部件上加工表面與不加工表面相互之間的位置和尺寸關系。當零部件上存在幾個不需要進行加工的表面時，則應該優先選擇其中對位置精度要求最高的表面作為粗基準。

2.2.2.選取加工余量要求以均勻的重要表面作為粗基準

以均勻的重要表面作為粗基準能夠有效的保證該重要表面的余量的均勻程度，為后續工序的加工建立基礎。

2.2.3.粗基準只能被使用一次

由于粗基準是加工初期階段對未加工表面進行定位的，其定位的精確度較低，因此，在同一方向的定位上，粗基準只能使用一次，以免造成較大的形位誤差。另外，盡量選擇光潔、平整以及足夠面積的表面作為粗基準以減少定位誤差，保證零部件裝夾的可靠性。

2.3.精基準的選擇

在夾具的加工過程中，利用已加工的表面作為定位基準時，被稱為精基準。精基準的選擇要圍繞零部件加工的精度進行，盡量追求高的零部件加工精度。同時還要將裝夾零部件的方便程度以及夾具結構的復雜程度考慮到其中。

2.3.1.基準重合

采用設計基準作為精基準被稱為基準重合。基準重合能夠有效避免因基準不重合而導致的誤差，特別是在零部件加工的后期對加工的精度要求非常高時，基準重合就顯得尤為重要。

2.3.2.基準統一

選擇統一的定位基準對零部件的各個表面進行加工，可以有效避免基準變化所造成的誤差，同時還有利于保證零部件各個表面之間相互位置的要求、簡化夾具的設計以及制造過程，縮短生產準備周期，降低生產成本。比較典型的基準統一是對軸類、盤類零部件的加工。軸類零部件的精基準通常是兩端的中心孔；盤類零部件的精基準通常是中心孔及一個端面。

2.3.3.自為基準

選擇零部件的加工面作為精基準進行定位，被稱為自為基準。當精基準為自為基準時，加工面的加工精度和余量要求通常較低，但是可以有效提高加工面自身的精度以及表面質量。

2.3.4.互為基準

選擇零部件上的多個重要表面互相作為基準并進行反復的加工，被稱為互為基準。互為基準主要用于對精度要求較高的零部件加工，它能夠較大提高零部件相互位置的精確度。

3.確定工裝夾具設計中零部件的形位公差

為了保證被加工零部件的加工精度，正確選擇形位公差非常重要。

3.1.工裝夾具公差確定的原則

工裝夾具的加工誤差由以下幾項組成

上面公式中的W表示加工誤差。 表示定位誤差，它是由于工件在夾具上定位的位置不準確而引起的工件尺寸產生的誤差。 表示安裝誤差，它是由于夾具的安裝位置不準確而引起的工件尺寸誤差。 表示夾具誤差，它是由于夾具制造過程中產生的誤差而引起的工件加工誤差。 表示工件加工方法的誤差，它是由于工件在加工過程中，部分工藝出現錯誤而引起的工件尺寸的誤差。

為了保證零部件加工的精度，必須要使加工誤差低于工件工序尺寸的公差值，一般情況下，加工誤差值保持在工件工序尺寸公差值的2/3以內。

3.2.零部件形位公差的確定

在工裝夾具的設計過程中，一般會對零部件所具有的公共軸線的兩個或者多個回轉體的位置進行要求，這時可以利用同軸度以及跳動來對其進行限制。具體的限制需要結合工件的實際特點來確定，同軸度的公差主要被用于限制軸線之間出現的偏差。跳動公差能有效的控制要素的位置、方向以及形狀的形位誤差，同時由于其方便進行測量，是目前使用最廣泛的公差項目之一。

總結

在工裝夾具設計過程中，零件的形位公差對零件的精度會造成極大的影響，它是決定工裝夾具設計的重要環節之一，因此，在夾具設計過程中，首先應該要保證零件定位基準的穩定性和可靠性，合理正確的選擇零件的形位公差并確定合理的公差值，只有這樣才能保證零部件的生產質量和精確度。

參考文獻：

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