大型細長工件加工中的定位問題

黃中央

摘 要：本文設計了一種工件預定位裝置，消除大型細長工件夾緊定位造成工件夾緊定位變形，引起工件加工精度不良。

關鍵詞：預定位;定位基準;設計基準;定位誤差

0 引言

大型細長工件通常定位點距離加工部位遠，零件定位夾緊過程中產生微變形，造成零件在機床夾具上夾緊狀態檢查時精度穩定;零件自由狀態檢查時，零件恢復自由狀態，精度檢查的結果離散性擴大，CPK值難以達成要求。

1 問題提出

如圖1所示，在加工某車型驅動橋中橋Φ105貫通軸孔時，貫通軸軸線對基準面S的垂直度0.07時常超差，另外貫通軸座4-Φ10安裝螺紋底孔對貫通軸中心V的位置度0.3也時常超差。

2 分析與對策

研究工件加工前定位夾緊過程，（1）S面落位，確定工件的Z軸0位、繞X軸旋轉和繞Y軸旋轉等3個自由度;（2）定位D自動分中，確定工件的X軸0位1個自由度;（3）定位A和定位B同時對中，執行定位夾緊動作，確定工件的繞Z軸旋轉、Y軸0位等2個自由度。最后主定位夾緊，可以開始加工。理論分析工件定位夾緊次序正確，定位基準與設計基準重合，沒有原理上的缺陷，為什么還會出現零件超差問題呢？究其原因是工件定位夾緊過程中，工件的微變形導致工件自由狀態和夾緊狀態的細微變化造成的。

工件重量達200kg，定位D在實現自動分中，確定工件的X軸0位1個自由度時，需要加力推動工件移動并持續加力保持X軸0位狀態;當定位A和定位B同時對中，執行定位夾緊動作，確定工件的繞Z軸旋轉、Y軸0位時需要克服工件定位D對工件的摩擦力，工件變形不可避免。能否控制工件在夾緊定位過程中變形量，使之在允許的范圍內，不影響工件加工精度呢？

觀察工件在夾緊定位為過程中的變形發現：工件變形量與定位A和定位B與工件接觸至定位過程完成，工件繞Z軸轉動的角度大小關系密切，只需控制工件繞Z軸轉動的角度就能控制工件變形量。

如圖2所示：在定位A和定位B附近設置了預定位裝置，有效控制工件夾緊定位過程中的變形量。

3 結論

經過實際加工確認，在定位A和定位B附近設置預定位裝置，能有效控制工件夾緊定位過程中的變形量。零件精度檢查的結果離散性縮小至公差范圍內，設備CPK值達成設計要求。