在机械加工领域,工装夹具是保证工件在加工过程中处于正确位置的重要工具。其定位原理多种多样,但“长边定旋转,短边定移动”这一原则在实际应用中具有显著的指导意义。这一原则主要基于六点定位原理和工件定位的基本原理,旨在通过合理布局的定位元件,实现对工件位置的精确控制。
定位基准选择的原则:
1.稳定性原则
定位基准应确保工件在加工过程中不发生移动或晃动,以保证加工精度。
2.精度原则
定位基准的选择应满足加工精度的要求,避免因基准选择不当而导致加工误差。
3.便捷性原则
定位基准应便于夹具的安装、调整和维护,以提高生产效率。
4.经济性原则
在满足加工需求的前提下,应尽量选择成本较低的定位基准,以降低生产成本。
5.基准重合原则
所谓基准重合原则是指以设计基准作定位基准,以避免基准不重合误差。
6.基准统一原则
当零件上有许多表面需要进行多道工序加工时,尽可能在各工序的加工中选用同一组基准定位,称为基准统一原则。基准统一可较好地保证各个加工面的位置精度,同时各工序所用夹具定位方式统一,夹具结构相似,可减少夹具的设计、制造工作量。
7.自为基准原则
有些精加工工序,为了保证加工质量,要求加工余量小而均匀,采用加工面自身作定位基准,称为自为基准原则。例如在导轨磨床
上磨削床身导轨时,为了保证加工余量小而均匀,采用百分表找正床身表面的方式装夹工件,又如浮动镗孔、浮动铰孔、珩磨及拉削孔等,均是采用加工面自身作定位基准。
一、六点定位原理
六点定位原理是工装夹具设计的基础。它指出,任何物体在空间都有六个自由度,即三个移动自由度和三个转动自由度。要使物体在空间的位置完全确定,就必须限制这六个自由度。在工装夹具设计中,通过合理设置的六个支承点(或定位元件),可以分别限制工件的六个自由度,从而实现工件的完全定位。
二、长边定旋转的原理
“长边定旋转”是指在工装夹具设计中,利用较长的定位元件或定位面来限制工件的转动自由度。长边定位元件通常与工件的长边方向平行或接近平行,通过接触或配合工件的长边,可以有效地防止工件在加工过程中的转动。这种定位方式适用于需要控制工件旋转方向的加工场景,长边定旋转可以减小定位误差,工件重复定位比较可靠,工件定位面落差,或者定位点有误差,但是选的定位点在长边上,按比例来算可以算出误差,边越长,误差就会越小,如果是放在短边,误差肯能就会成倍数的增长。
三、短边定移动的原理
“短边定移动”则是指利用较短的定位元件或定位面来限制工件的移动自由度。短边定位元件通常与工件的短轴方向平行或接近平行,通过接触或配合工件的短边,可以限制工件在特定方向上的移动。
四、定位元件的选择与布局
在工装夹具设计中,定位元件的选择与布局至关重要。定位元件的种类繁多,包括定位销、定位块、V型块、支撑架等,每种定位元件都有其特定的应用场景和优势。在选择定位元件时,需综合考虑工件的材质、形状、尺寸、加工精度要求以及加工过程中的受力情况等因素。
布局方面,应遵循“长边定旋转,短边定移动”的原则,合理布置定位元件,确保工件在加工过程中的稳定性和准确性。同时,还需考虑定位元件之间的相对位置关系,避免相互干涉或产生不必要的应力集中,影响工件的加工质量和夹具的使用寿命。
此外,定位元件的安装方式和紧固力度也需严格控制。安装时应确保定位元件与夹具底座或工件接触面的紧密贴合,避免出现间隙或松动现象。紧固力度则需根据定位元件的材质、尺寸和工件的加工要求进行合理调整,既要保证定位的稳定性和可靠性,又要避免过度紧固导致定位元件或工件的损坏。