檢具設(shè)計(jì)的基本要求(參考版)
2025-07-09 17:20本頁面
【正文】 28 / 28。干涉夾具可以使用，過定位夾具破壞定位，不可使用。 不可僅憑自由度被重復(fù)限制就判定為過定位，定位副誤差是產(chǎn)生過定位的根本原因。從廣義上講，只要采用的定位方式能使工件定位準(zhǔn)確，并能保證加工精度，則這種定位方式就不屬于過定位，就可以使用。 利用工件定位面和夾具定位面之間的間隙和定位元件的彈性變形來補(bǔ)償誤差，減輕干涉。 由于夾具加工精度的提高有一定限度，因此采用兩種定位方式組合定位時(shí)，應(yīng)以一種定位方式為主，減輕另一種定位方式的干涉，如采用長芯軸和小端面組合或短芯軸和大端面組合，或工件以一面雙孔定位時(shí)，一個(gè)銷采用菱形銷等。圖2所示的滾齒定位就屬于存在干涉的定位，而不是過定位。 可以認(rèn)為，在定位副誤差作用下，兩種定位方式重復(fù)限制自由度的矛盾在量變階段表現(xiàn)為干涉，在質(zhì)變階段表現(xiàn)為過定位。當(dāng)然，配合面的間隙必須滿足工件加工精度的要求，不能任意擴(kuò)大。 由于定位副誤差會(huì)改變和影響定位性質(zhì)，故應(yīng)盡量減小定位副誤差，但夾具制造精度的提高畢竟有一定限度，而定位副之間的間隙和定位副的彈性變形可在一定程度上對定位副誤差進(jìn)行補(bǔ)償，客觀上可減輕干涉程度。我們認(rèn)為這種解釋是不嚴(yán)密的。如以A方式為主，則發(fā)生 B方式干涉A方式，應(yīng)通過合理設(shè)計(jì)將B方式的干涉減至最小，確保以A方式為主進(jìn)行定位，反之亦然。圖3由于存在誤差而使兩種定位方式之間產(chǎn)生矛盾稱為干涉。若夾具定位面與芯軸存在垂直度誤差，也會(huì)產(chǎn)生類似情況。如按平面定位，工件應(yīng)放平；如按芯軸定位，工件則應(yīng)垂直。故不應(yīng)簡單地根據(jù)自由度被重復(fù)限制就判定定位方案屬于過定位。圖3a所示定位方式雖然屬于過定位，但只要工件和夾具定位面的尺寸、形狀、位置均無誤差，芯軸和端面都能與夾具定位元件的工件表面相吻合，相互之間對自由度的限制就不會(huì)發(fā)生矛盾。 對六點(diǎn)定位法則的再探討在用傳統(tǒng)的六點(diǎn)定位法則確定工件定位方案和判斷是否屬于過定位時(shí)，很多人忽略了定位副誤差的影響。如圖3a所示定位方式，平面限制X、 Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度和Z方向的移動(dòng)自由度，芯軸限制X、 Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度和移動(dòng)自由度，兩種定位方式重復(fù)限制X、 Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度，按現(xiàn)行的過定位定義屬過定位，應(yīng)避免使用，但在實(shí)際加工中卻常用這種定位方式來滾切齒輪，如圖2所示?！诖_定工件定位方案時(shí)，一般不能出現(xiàn)過定位”。 過定位問題是夾具設(shè)計(jì)和使用中的敏感問題。而傳統(tǒng)的六點(diǎn)定位法則忽略了彈性變形和間隙的存在。 六點(diǎn)定位法則源于剛體力學(xué)，與夾具設(shè)計(jì)的實(shí)際情況并不完全一致。例如，工件直接以平面定位時(shí)，應(yīng)限制三個(gè)自由度，只應(yīng)有三個(gè)定位點(diǎn)，而事實(shí)上此時(shí)的支承點(diǎn)遠(yuǎn)不止三個(gè)。支承點(diǎn)應(yīng)是安裝在夾具上直接與工件接觸的具體定位元件，如支承釘、支承板、V形塊等，在加工過程中它們還要參與平衡切削力、重力、夾緊力等；而定位點(diǎn)應(yīng)是一個(gè)抽象概念，是指定位方式對自由度的限制。定位和夾緊是兩個(gè)不同的概念。這樣，工件的六個(gè)自由度全部被限制，稱為完全定位。用六個(gè)合理分布的支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中占據(jù)正確的位置，稱為六點(diǎn)定位法則。 1 傳統(tǒng)六點(diǎn)定位法則的含義工件定位的實(shí)質(zhì)就是使工件在夾具中占據(jù)確定的位置，因此工件的定位問題可轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標(biāo)系中決定剛體坐標(biāo)位置的問題來討論。例如，絲杠的外圓表面，從螺紋副的傳動(dòng)來看，它是非配合的次要表面，但在絲杠螺紋的加工中，外圓表面往往作為定位基準(zhǔn)，它的圓度和圓柱度直接影響到螺紋的加工精度，所以要提高外圓的加工精度，并降低其表面粗糙度值。 此外某些零件上的次要表面（非配合表面），因工藝上宜作定位基準(zhǔn)而提高其加工精度和表面質(zhì)量以便定位時(shí)使用。如毛坯上的工藝凸臺(tái)和軸類零件加工時(shí)的中心孔。 ?。ㄈ┹o助基準(zhǔn)的應(yīng)用 工件定位時(shí)，為了保證加工表面的位置精度，大多優(yōu)先選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為主要定位基準(zhǔn)，這些基準(zhǔn)一般為零件上的主要表面。 采用“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則可減少工裝設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)率，并可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所造成的誤差。 2 ．“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其它表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則 。 ?。ǘ┚鶞?zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。如圖 337 所示的小軸加工，如重復(fù)使用 B 面加工 A 面、 C 面、則 A 面和 C 面的軸線將產(chǎn)生較大的同軸度誤差?！ ? ．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。因此，在加工導(dǎo)軌時(shí)，應(yīng)選擇導(dǎo)軌表面作為粗基準(zhǔn)加工床身底面（圖 3 36a ），然后以底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌平面（圖 336b ）。 ?。?2 ）對于工件上的某些重要表面（如導(dǎo)軌和重要孔等），為了盡可能使其表面加工余量均勻，則應(yīng)選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)。合理分配加工余量是指以下兩點(diǎn)： ?。?1 ）應(yīng)保證各主要表面都有足夠的加工余量。 如果零件上有多個(gè)不加工表面，則以其中與加工表面相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。具體選擇時(shí)參考下列原則： 1 ．對于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件，為了保證不加工表面與加工表面之間的位置精度，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。 ?。ㄒ唬┐只鶞?zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)。只能用毛坯上未曾加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分?！ ? ．提高工作和夾具有關(guān)表面的位置精度 如圖 333d 、 e 中，如能提高工工件內(nèi)孔與端正面的垂直度和提高定位銷與定位平面的垂直度，也能減小過定位的不良影響。因此當(dāng)出現(xiàn)過定位時(shí)，應(yīng)采取有效的措施消除或減小過定位的不良影響。 如圖 333 所示是齒坯定位的示例。 如果某一個(gè)自
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