浅谈机床夹具中重复定位的应用

王芳

摘 ；要：机床夹具中，对工件的定位有完全定位、不完全定位和重复定位。其中重复定位在实际加工生产中有着广泛应用。这种重复限制工件不定度的定位方式，在保证工件制造加工精度高的前提下，可以极大地发挥其定位优势。本文重点介绍机床夹具中重复定位的应用方法。

关键词：机床夹具 ；重复定位 ；制造精度

机械加工中，机床夹具上的工件应保证相对于刀具以及切削成形运动，处于一个正确的空间位置。对工件实现定位时，依据的是六点定位原理，夹具在对工件不定度限制，是由各种基本定位体来限制工件不定度的。从理论上讲，工件不定度数量越少，工件在夹具中的稳定性越好。实际工作中，工件不定度的数量是根据具体加工要求来确定的，故而工件在夹具中可采用的定位方式有：完全定位、不完全定位、重复定位等。

完全定位就是把工件空间的6个不定度全部限制的定位，不完全定位是工件空间的六个不定度不全部限制的定位。这两种定位方式适应于工件自身刚性好，定位表面精度高，与定位表面接触面积较大的工件加工。而机械加工所遇到的工件，其形状、各部分尺寸差异较大，当工件与定位元件的接触面积较小时，如果采用这两种定位会造成工件的定位刚性差，定位的稳定性下降，切削加工困难甚至出现无法加工的现象。实际生产中，定位往往是综合运用各种点、直线、平面及基本定位体进行不同的组合，而形成一个较完整的定位体系。故而在对工件定位时就会出现重复的现象，使得工件的安装出现重复定位的情况。重复定位是重复限制工件不定度的一种定位方式，这种定位方式在实际中有很多的应用。例如薄壁套类工件采用平面长销定位，细长轴类工件采用“一夹一顶”定位，箱体和拨叉类工件采用平面双销定位等等。这些定位方式都出现了工件的同一个不定度被夹具不同的定位元件重复限制。重复定位往往会造成工件之间对某项不定度最终被限制时出现不确定性。

采用重复定位会产生以下不良的后果：使定位质量不稳定，降低定位精度；可能引起夹紧变形和虚假接触；可能造成工件夹紧困难。这些后果可以通过简化重复定位的结构来消除，比如在工件定位表面较严格制造精度的前提下，去合理地利用重复定位，使工件与夹具定位元件保持较稳定的接触状态，增大定位元件与工件定位表面间的接触面积，有效地提高接触刚度。还能够与夹具形成较为理想的结合状态，在夹紧力和微量弹性变形条件下，可以得到理想的面接触，使工件与夹具形成稳固的结合。

例如套类工件以内孔为定位表面时，可采用自位支撑结构，消除端面垂直度误差，在轴向夹紧作用下浮动调整起止推定位基准的作用。当以端面为第一定位基准时，把长销改为短销，即可消除工件直线度误差引起的安装不稳定和心轴变形。工件批量较大时，定位端面与内孔表面一次性加工完成，可采用窄小环形平面替代大的端平面，使工件定位的摆动误差大幅度减少。

由基本定位体的定位约束作用可知：定位元件的定位长度由长改短就能消除对转动不定度的限制作用。同理轴类零件“一夹一顶”装夹，可以适当减少卡爪对外圆的夹持长度，也可消除重复定位对加工的影响。

机械加工中，经常遇到的箱类、盖板类、杠杆类、拨叉类，甚至在某些盘类工件的定位中，广泛地应用到平面双销组合定位。这种定位能使工件在进行多道工序的加工制造过程中，保证定位基准尽量统一。平面双销组合定位能最大限度地限制工件不定度的数量，增加工件定位表面与定位元件的有效面积，从而提高了加工刚度及定位稳定性。平面双销定位也属于重复定位，由于两圆柱销对沿平面内两个移动不定度进行了重复限制，会造成当两定位孔的孔距误差较大时，工件在夹具上会引起干涉，导致装夹困难，如下图所示。

图

要避免安装时的干涉现象，可采用下列方法：一是要采用严格控制工件两定位孔的孔径及孔距公差，目前的数控机床加工，其数控系统的控制精度可以达到0.1μm，机床的经济加工精度可以稳定地达到1μm，加工后所得到的工件定位表面，其尺寸精度和形状精度、位置精度均可达到相当高的水平，由此在工件制造加工精度高的前提下，用双销定位，即发挥了其长处，又避免了工件装夹时出现干涉现象；二是采用一端用圆柱销，另一端用削边销。削边销起到防转，同时也避免干涉现象。

总之，工件在机床夹具中定位时，一定要根据工件的具体加工要求，选用合理的定位方式来保证工件的加工精度。