機械制造工藝的基礎知識(精)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 過定位(1)欠定位根據工件的加工技術要求，應該限制的自由度而沒有限制的定位稱為欠定位。欠定位必然會不能保證本工序的加工技術要求，是不允許的。如圖220所示的工件鉆孔，若在x方向上未設置定位檔銷，孔到端面的距離尺寸就無法保證。(2)過定位工件的同一自由度被二個以上不同定位元件重復限制的定位，稱為過定位。如圖2X所示在插齒機上插齒時工件的定位，工件3以內孔在，L、軸1上定位，限制了工件x、y、z、z四個自由度，又以端面在凸臺3上定位，限制了工件x、y、z、z三個自由度，其中；、/被心軸和凸臺重復限制。由于工件內孔和心軸的間隙很小，當工件內孔與端面的垂直度誤差較大時，工件端面與凸臺實際上只有一點相接觸。如圖223a所示，造成定位不穩定。更為嚴重的是，工件一旦被夾緊，在夾緊力的作用下，勢必引起心軸或工件的變形，如圖223b所示。這樣就會影響工件的裝卸和加工精度，這種過定位是不允許的。但是，在有些情況下，形式上的過定位是允許的。1一心軸2工作臺3一支承凸臺4：5一壓墊67壓緊螺母　如上例中，當工件的內孔和定位端面是在一次裝夾下加工出來的，具有好的垂直度，而夾具的心軸和凸臺也具有很好的垂直度，即使二者仍有很小的垂直度偏差，但可由心軸和內孔之間的配合間隙來補償。因此，盡管心軸和凸臺重復限制了XY自由度，屬于過定位，但不會引起相互干涉和沖突，在夾緊力作用下，工件或心軸不會變形。這種定位的定位精度高，剛性好，是可取的。綜上所述，欠定位不能保證工件的加工要求，是不允許的。過定位在一般情況下，由于定位不穩定，在夾緊力的作用下會使工件或定位元件產生變形，影響加工精度和工件的裝卸，應盡量避免；但在有些情況下，只要重復限制自由度的支承點不使工件的裝夾發生干涉及沖突，這種形式上的過定位，不僅是可取的，而且有利于提高工件加工時的剛性，在生產實際中也有較多的應用。二、定位基準的選擇在定位的原理中已講到，工件在夾具中的定位實際上是以工件上的某些基準面與夾具上定位元件保持接觸，從而限制工件的自由度。那么，究竟選擇工件上哪些面與夾具的定位元件相接觸為好呢?這就是定位基準的選擇問題。定位基準的選擇是工藝上一個十分重要的問題，它不僅影響零件表面間的位置尺寸和位置精度，而且還影響整個工藝過程的安排和夾具的結構，必須十分重視。在介紹定位基準的選擇原則之前，先介紹有關基礎準的一般知識。(一)基準的概念及分類基準的廣義含義就是“依據”的意思。機械制造中所說的基準是指用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。根據作用和應用場合不同，基準可分為設計基準和工藝基準兩大類，工藝基準又可分為：工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。1．設計基準零件圖上用以確定零件上某些點、線、面位置所依據的點、線、面。2．工藝基準，零件加工與裝配過程中所采用的基準，稱為工藝基準它包括以下幾種。(1)工序基準工序圖上用來標注本工序加工的尺寸和形位公差的基準。就其實質來說，與設計基準有相似之處，只不過是工序圖的基準。工序基準大多與設計基準重合，有時為了加工方便，也有與設計基準不重合而與定位基準重合的。(2)定位基準加工中，使工件在機床上或夾具中占據正確位置所依據的基準。如用直接找正法裝夾工件，找正面是定位基準；用劃線找正法裝夾，所劃線為定位基準；用夾具裝夾，工件與定位元件相接觸的面是定位基準。作為定位基準的點、線、面，可能是工件上的某些面，也可能是看不見摸不著的中心線、中心平面、球心等，往往需要通過工件某些定位表面來體現，這些表面稱為定位基面。例如用三爪自定心卡盤夾持工件外圓，體現以軸線為定位基準，外圓面為定位基面。嚴格地說，定位基準與定位基面有時并不是一回事，但可以替代，這中間存在一個誤差問題，有關這個問題在夾具設計一章講授。(3)測量基準工件在加工中或加工后測量時所用的基準。(4)裝配基準裝配時，用以確定零件在部件或產品中的相對位置所采用的基準。如圖224d所示床頭箱箱體的D面和E面，就是確定箱體在床身上相對位置的裝配基準。上述各類基準應盡可能使其重合。如在設計機器零件時，應盡可能以裝配基準作設計基準以便直接保證裝配精度。在編制零件加工工藝規程時，應盡量以設計基準作工序基準，以便直接保證零件的加工精度。在加工和測量工件時，應盡量使定位基準和測量基準與工序基準重合，以便消除基準不重合誤差。(二)定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分。零件開始加工時，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基準，這種以毛坯面為定位基準的，稱為粗基準，以后的加工，必須以加工過的表面做定位基準，以加工過表面為定位基準的稱精基準。在加工中，首先使用的是粗基準，但在選樣定位基準時，為了保證零件的加工精度，首先考慮的是選擇精基準，精基準選定以后，再考慮合理地選擇粗基準。1．精基準的選擇原則選擇精基準時，重點考慮是如何減少工件的定位誤差，保證工件的加工精度，同時也要考慮工件裝卸方便，夾具結構簡單，一般應遵循下列原則：(1)基準重合原則所謂基準重合原則是指以設計基準作定位基準，以避免基準不重合誤差。(2)基準統一原則當零件上有許多表面需要進行多道工序加工時，盡可能在各工序的加工中選用同一組基準定位，稱為基準統一原則?；鶞式y一可較好地保證各個加工面的位置精度，同時各工序所用夾具定位方式統一，夾具結構相似，可減少夾具的設計、制造工作量?；鶞式y一原則在機械加工應用較為廣泛，如階梯軸的加工，大多采用頂尖孔作統一的定位基準；齒輪的加工，一般都以內孔和一端面作統一定位基準加工齒坯，齒形；箱體零件加工大多以一組平面或一面兩孔作統一定位基準加工孔系和端面；在自動機床或自動線上，一般也需遵循基準統一原則。(3)自為基準原則有些精加工工序，為了保證加工質量，要求加工余量小而均勻，采用加工面自身作定位基準，稱為自為基準原則。例如在導軌磨床上磨削床身導軌時，為了保證加工余量小而均勻，采用百分表找正床身表面的方式裝夾工件，如圖226所示，又如浮動鏜孔、浮動鉸孔、珩磨及拉削孔等，均是采用加工面自身作定位基準。(4)互為基準原則為了使加工面獲得均勻的加工余量和加工面間有較高的位置精度，可采用加工面間互為基準反復加工。例如加工精度和同軸度要求高的套筒類零件，精加工時，一般先以外圓定位磨內孔，再以內孔定位磨外圓。又如加工精密齒輪時，通常是齒面淬硬后再磨齒面及內孔。由于齒面磨削余量很小，為了保證加工要求，采用圖227所示裝夾方式，先以齒面為基準磨孔，再以內孔為基準磨齒面，這樣不但使齒面磨削余量小而均勻，而且能較好地保證內孔與齒切圓有較高的同軸度。(5)裝夾方便原則所選定位基準應能使工件定位穩定，夾緊可靠，操作方便，夾具結構簡單。以上介紹了精基準選擇的幾項原則，每項原則只能說明一個方面的問題，理想的情況是使基準既“重合”又“統一”，同時又能使定位穩定、可靠，操作方便，夾具結構簡單。但實際運用中往往出現相互矛盾