淺談過定位在加工夾具中的應用

張秀麗， 宋新文

（中國重汽集團大同齒輪有限責任公司，山西 大同 037305）

引言

零件的機械加工過程常需要夾具來輔助完成，因此夾具的設計是至關重要的，在夾具中安裝工件時，包括定位和夾緊兩個過程，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，會影響加工精度，難以滿足零件加工要求。所以夾具設計時必須處理好定位。定位有完全定位，不完全定位和過定位之分。在夾具設計中采用了過定位后，可能產生一些不良的后果：破壞原定位、降低定位精度、使工件裝不進夾具等。因此，在確定工件的定位方案時，應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會產生良好的結果，反而有利于提高加工精度，因此，必須合理地應用過定位。

1 過定位的分析

過定位是指工件在定位時，同一個自由度被兩個或兩個以上的約束點約束［1］。

1）過定位使用條件。重復限制自由度的支撐之間，不能使工件的安裝發生干涉；因過定位而引起的不良后果，在采取相應措施后，仍應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過機械加工，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，它是為了增強支承剛度，減小工件在加工時受力變形，提高加工精度。

2 過定位在夾具中的應用

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

圖1 改進前銑用夾具

圖2 改進后銑用夾具 （mm）

通過分析研究，認為出現此現象的原因是在加工過程中，端面受U鉆進給時產生豎直方向的力，使得端面發生彈性變形，加工完彈性變形消失，導致測量時的基準與加工基準不一致，導致位置度超差不穩定現象，因此改變定位結構，采用過定位方式加工，即小內孔、大內孔、小端面、大端面同時定位，小內孔、大端面為主定位，大內孔、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。連續加工了1 000件，位置度都在0.1mm內，且比較穩定。此種定位方式要求精車被加工件時兩定位端面間距離一致性要好，做夾具時A基準與B基準的同軸度應保證在0.01mm以內，C基準與D基準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］，距離太小會出現干涉，使得輔助支承變為主定位；太大起不到輔助支承作用。到目前一直采用此種結構定位加工，沒出現因加工不穩定造成位置度超差的零件。

3 結語

合理利用過定位，可以有效提高定位基準之間的位置精度，也可增強系統剛性和加工質量的可靠性。

［1］ 王先逵.機械制造工藝學［M］.北京：機械工業出版社，1995：11.

［2］ 朱耀祥，浦林祥.現代夾具設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2009.