淺談機床夾具中重復定位的應用

王芳

摘?；要：機床夾具中，對工件的定位有完全定位、不完全定位和重復定位。其中重復定位在實際加工生產中有著廣泛應用。這種重復限制工件不定度的定位方式，在保證工件制造加工精度高的前提下，可以極大地發揮其定位優勢。本文重點介紹機床夾具中重復定位的應用方法。

關鍵詞：機床夾具?；重復定位?；制造精度

機械加工中，機床夾具上的工件應保證相對于刀具以及切削成形運動，處于一個正確的空間位置。對工件實現定位時，依據的是六點定位原理，夾具在對工件不定度限制，是由各種基本定位體來限制工件不定度的。從理論上講，工件不定度數量越少，工件在夾具中的穩定性越好。實際工作中，工件不定度的數量是根據具體加工要求來確定的，故而工件在夾具中可采用的定位方式有：完全定位、不完全定位、重復定位等。

完全定位就是把工件空間的6個不定度全部限制的定位，不完全定位是工件空間的六個不定度不全部限制的定位。這兩種定位方式適應于工件自身剛性好，定位表面精度高，與定位表面接觸面積較大的工件加工。而機械加工所遇到的工件，其形狀、各部分尺寸差異較大，當工件與定位元件的接觸面積較小時，如果采用這兩種定位會造成工件的定位剛性差，定位的穩定性下降，切削加工困難甚至出現無法加工的現象。實際生產中，定位往往是綜合運用各種點、直線、平面及基本定位體進行不同的組合，而形成一個較完整的定位體系。故而在對工件定位時就會出現重復的現象，使得工件的安裝出現重復定位的情況。重復定位是重復限制工件不定度的一種定位方式，這種定位方式在實際中有很多的應用。例如薄壁套類工件采用平面長銷定位，細長軸類工件采用“一夾一頂”定位，箱體和撥叉類工件采用平面雙銷定位等等。這些定位方式都出現了工件的同一個不定度被夾具不同的定位元件重復限制。重復定位往往會造成工件之間對某項不定度最終被限制時出現不確定性。

采用重復定位會產生以下不良的后果：使定位質量不穩定，降低定位精度；可能引起夾緊變形和虛假接觸；可能造成工件夾緊困難。這些后果可以通過簡化重復定位的結構來消除，比如在工件定位表面較嚴格制造精度的前提下，去合理地利用重復定位，使工件與夾具定位元件保持較穩定的接觸狀態，增大定位元件與工件定位表面間的接觸面積，有效地提高接觸剛度。還能夠與夾具形成較為理想的結合狀態，在夾緊力和微量彈性變形條件下，可以得到理想的面接觸，使工件與夾具形成穩固的結合。

例如套類工件以內孔為定位表面時，可采用自位支撐結構，消除端面垂直度誤差，在軸向夾緊作用下浮動調整起止推定位基準的作用。當以端面為第一定位基準時，把長銷改為短銷，即可消除工件直線度誤差引起的安裝不穩定和心軸變形。工件批量較大時，定位端面與內孔表面一次性加工完成，可采用窄小環形平面替代大的端平面，使工件定位的擺動誤差大幅度減少。

由基本定位體的定位約束作用可知：定位元件的定位長度由長改短就能消除對轉動不定度的限制作用。同理軸類零件“一夾一頂”裝夾，可以適當減少卡爪對外圓的夾持長度，也可消除重復定位對加工的影響。

機械加工中，經常遇到的箱類、蓋板類、杠桿類、撥叉類，甚至在某些盤類工件的定位中，廣泛地應用到平面雙銷組合定位。這種定位能使工件在進行多道工序的加工制造過程中，保證定位基準盡量統一。平面雙銷組合定位能最大限度地限制工件不定度的數量，增加工件定位表面與定位元件的有效面積，從而提高了加工剛度及定位穩定性。平面雙銷定位也屬于重復定位，由于兩圓柱銷對沿平面內兩個移動不定度進行了重復限制，會造成當兩定位孔的孔距誤差較大時，工件在夾具上會引起干涉，導致裝夾困難，如下圖所示。

圖

要避免安裝時的干涉現象，可采用下列方法：一是要采用嚴格控制工件兩定位孔的孔徑及孔距公差，目前的數控機床加工，其數控系統的控制精度可以達到0.1μm，機床的經濟加工精度可以穩定地達到1μm，加工后所得到的工件定位表面，其尺寸精度和形狀精度、位置精度均可達到相當高的水平，由此在工件制造加工精度高的前提下，用雙銷定位，即發揮了其長處，又避免了工件裝夾時出現干涉現象；二是采用一端用圓柱銷，另一端用削邊銷。削邊銷起到防轉，同時也避免干涉現象。

總之，工件在機床夾具中定位時，一定要根據工件的具體加工要求，選用合理的定位方式來保證工件的加工精度。