機(jī)械加工中工件定位可靠性分析

楊云輝

（云南開(kāi)放大學(xué)，云南 昆明 650500）

伴隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化速度的不斷加快，機(jī)械加工開(kāi)始在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要的位置，機(jī)械加工的流程較為固化，在生產(chǎn)系統(tǒng)之前“輸入”原材料、半成品、輔料等物質(zhì)，通過(guò)機(jī)械加工輸出已經(jīng)裝配、調(diào)試、包裝完整的工業(yè)產(chǎn)品，其中對(duì)工件的加工是機(jī)械加工的主要部分。

1 工件定位的概念及作用

1.1 工件定位的概念

工件的定位是對(duì)于工件加工面與機(jī)床、夾具、刀具的相對(duì)位置來(lái)說(shuō)的，為了使得工件加工后能夠投入使用，在進(jìn)行加工之前需要首先確定工件加工面與機(jī)床、夾具、刀具之間的正確位置，這就是工件定位的基本概念。為了明確工件的正確定位，對(duì)工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面要在整體的工藝體系中占據(jù)準(zhǔn)確位置，因此可以總結(jié)出工件定位的本質(zhì)內(nèi)容：使得工件加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工藝系統(tǒng)中占據(jù)一個(gè)正確位置。

由于機(jī)械加工的精準(zhǔn)度問(wèn)題，工件定位也存在著誤差，這種誤差主要取決于在工件加工之前處于靜態(tài)下的定位精準(zhǔn)度，在一定范圍內(nèi)的誤差都是可以接受的，不能稱之為工件定位失誤。

1.2 工件定位的作用

由于工件定位的本質(zhì)是使得工件的加工面與設(shè)計(jì)好的加工面的基準(zhǔn)間位置差距在誤差范圍之內(nèi)，且具有高精度的距離與尺寸。位置差距是指設(shè)計(jì)好的加工面的基準(zhǔn)與機(jī)床的正確位置與實(shí)際采用機(jī)械加工時(shí)的位置基本吻合；設(shè)計(jì)好的加工面的基準(zhǔn)與刀具之間的位置與實(shí)際進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)的精確度高度吻合。

因此我們可以稱工件定位的作用為：

（1）保證待加工的工件原料與設(shè)計(jì)圖紙中的工件的加工面基準(zhǔn)位置差距在誤差范圍之內(nèi)，使工件定位保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)加工面占據(jù)機(jī)床的正確位置。

（2）保證工件的加工面與設(shè)計(jì)好的加工面的基準(zhǔn)具有高精確度，讓工件定位能保證刀具在加工時(shí)對(duì)加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)能高精準(zhǔn)度的完成作業(yè)。

2 影響工件定位可靠性的因素

通過(guò)對(duì)機(jī)械加工中相關(guān)概念及工件定位的內(nèi)容、方法的了解后，我們可以對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，得出影響工件定位可靠性的幾大主要因素。

2.1 刀具與動(dòng)態(tài)生產(chǎn)的影響

刀具與動(dòng)態(tài)生產(chǎn)對(duì)工件定位可靠性的影響主要表現(xiàn)在生產(chǎn)中更換相似刀具產(chǎn)生的工件定位誤差，使用近似加工方法產(chǎn)生的工件定位誤差兩種，這兩種影響因素可以歸結(jié)為加工原理誤差。

2.2 機(jī)床調(diào)整的影響

當(dāng)?shù)毒叩那懈蠲媾c設(shè)計(jì)好的加工面的基準(zhǔn)出現(xiàn)偏差時(shí)就需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整，但是在調(diào)整過(guò)程中可能出現(xiàn)工件加工面進(jìn)刀時(shí)位置出現(xiàn)偏差；夾具零件松動(dòng)，定位不準(zhǔn)導(dǎo)致的設(shè)計(jì)好的加工面的基準(zhǔn)與機(jī)床之間準(zhǔn)確位置產(chǎn)生偏差；工件的樣本制作時(shí)就存在一定的誤差，導(dǎo)致在機(jī)床刀具進(jìn)行切削時(shí)加大了誤差的范圍。

2.3 夾具裝夾的影響

夾具是相對(duì)于精準(zhǔn)找正法和劃線找正法來(lái)說(shuō)效率最高、耗時(shí)較少的工件定位方法，但是夾具裝夾中也可能出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致工件定位可靠性下降。這種影響主要體現(xiàn)在2 方面：

（1）設(shè)計(jì)好的基準(zhǔn)加工面與應(yīng)當(dāng)在工序上進(jìn)行機(jī)械加工的基準(zhǔn)之間由于定位不準(zhǔn)導(dǎo)致不重合。

（2）夾具裝夾時(shí)機(jī)械壓力過(guò)大導(dǎo)致原材料或半成品產(chǎn)生了一部分壓縮，從而造成了工件定位的誤差。

2.4 工藝系統(tǒng)總體運(yùn)行的影響

機(jī)床、刀具、加工面與夾具是一個(gè)完整的工藝體系，在體系中這些方面都可能存在著細(xì)微的誤差，當(dāng)它們組成一個(gè)整體時(shí)這種誤差就被表現(xiàn)出來(lái)，并在工件加工的過(guò)程中由于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的原因而被放大，使得工件定位準(zhǔn)確性降低，加工誤差增大。

3 控制工件定位準(zhǔn)確性影響因素的方法

為了實(shí)現(xiàn)工件定位的可靠性，降低上文中因素對(duì)工件定位可靠性的影響，本文提出如下方法。

3.1 解除刀具與動(dòng)態(tài)之間影響的方法

加強(qiáng)工件加工刀具的管理，加工同一批工件時(shí)保證機(jī)床刀具采用同一批次的同型號(hào)刀具。同時(shí)在進(jìn)行加工時(shí)要注意加工方法的選擇，并對(duì)參與該批工件加工的機(jī)床與刀具進(jìn)行調(diào)整，保證加工方法的一致性，減少對(duì)工件定位準(zhǔn)確性的影響。

3.2 解除機(jī)床調(diào)整影響的方法

在進(jìn)行工件加工之前，參照精度監(jiān)測(cè)表的實(shí)測(cè)值與工件圖紙進(jìn)行對(duì)比，對(duì)該批工件加工機(jī)床進(jìn)行定位精度調(diào)整，并在工件加工過(guò)程中定期對(duì)機(jī)床進(jìn)行精度調(diào)整，盡量減小工件加工誤差。對(duì)于工件樣本存在誤差的問(wèn)題，增加工件樣本制作數(shù)量，并將工件樣本與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行比對(duì)，選取誤差保持在極小水平的工件樣本。

3.3 解除夾具裝夾影響的方法

夾緊裝置主要有動(dòng)力源裝置、傳力機(jī)構(gòu)與夾緊元件3 部分組成，為了解除夾具裝夾對(duì)工件定位準(zhǔn)確性的影響。

首先從動(dòng)力源裝置來(lái)說(shuō)，機(jī)動(dòng)夾緊比手動(dòng)夾緊夾緊力更強(qiáng)，能夠保障工件加緊不移動(dòng)。

其次從傳力機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，使用手動(dòng)夾緊動(dòng)力源的夾具的傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有自鎖性能，從而保持工件位置的穩(wěn)定性，降低切削誤差。最后從夾緊元件來(lái)說(shuō)，夾緊元件是與工件直接接觸并實(shí)現(xiàn)工件定位作用的元件，對(duì)于剛性不足的工件，應(yīng)當(dāng)使用剛性強(qiáng)的夾緊元件，夾緊部位與加工表面靠近，減少因震動(dòng)產(chǎn)生的切削誤差。

3.4 解除工藝系統(tǒng)影響的方法

對(duì)于工藝系統(tǒng)中的存在原始誤差，可以人為地制造一種新的誤差作為原始誤差的補(bǔ)償，使其原始誤差在工件加工中得到糾正。在面對(duì)工藝系統(tǒng)由于加工過(guò)程產(chǎn)生的誤差時(shí)，可以通過(guò)對(duì)進(jìn)刀位置、夾具裝置進(jìn)行調(diào)整，使的工藝系統(tǒng)中產(chǎn)生的誤差不作用在工件加工精準(zhǔn)度上。

4 結(jié)語(yǔ)

工件定位的可靠性直接影響著加工后的工件是否能投入使用，雖然由于機(jī)械加工使得工件定位難免出現(xiàn)誤差，但是為了提高工件加工的質(zhì)量，生產(chǎn)出高精度的機(jī)械零件，對(duì)工件定位的可靠性進(jìn)行分析意義非凡。

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