濰柴動力（濰坊）裝備技術(shù)服務(wù)公司 張習(xí)國 譚東芳

引言

機(jī)械設(shè)計(jì)中，一面兩銷的定位方式是最通常不過的利用限制自由度的方式，無論是自動控制（包括氣壓、液壓，或者繼電器開關(guān)控制的自動）或手動控制，其實(shí)都是為了限制自由度的。通常一面兩銷的形式，銷和面都是固定的，但也有活動的，用以上手段控制定位銷的動作，通常為了保證銷的定位精度，銷動作的時(shí)候都是有其自己的固定路徑，比如用滑槽控制走向，或是限位等等。這就是插銷形式的定位，也就是我們常用活銷定位機(jī)構(gòu)。活銷定位機(jī)構(gòu)在工裝的設(shè)計(jì)和使用中被廣泛使用，這種機(jī)構(gòu)的使用很好地避免了定位過程中因定位銷與工件的磕碰造成的精度失準(zhǔn)的問題，保證了定位精度。但是這種定位機(jī)構(gòu)的弊端也很明顯，在定位精度要求不高的工件加工中體現(xiàn)的不明顯，但在定位精度要求高的工件加工中，則體現(xiàn)的非常明顯，容易造成加工尺寸超差，而且無法調(diào)整、控制。因此分析造成定位精度不高的原因，對于提高加工質(zhì)量和加工效率都是十分有利的。

1 原因分析

以結(jié)構(gòu)圖1 所示活銷定位機(jī)構(gòu)來分析定位精度失準(zhǔn)產(chǎn)生的原因。經(jīng)研究分析，其中非常重要的一個原因是活動插銷機(jī)構(gòu)的精度主要是由定位銷軸與推桿套之間的配合來保證，而定位銷軸與推桿套之間本身有一定的間隙要求（配合間隙在0.03～0.05mm 之間），如果配合間隙大了，定位不準(zhǔn)；如果配合間隙小了，導(dǎo)桿和推桿套之間的相對運(yùn)動就容易出現(xiàn)卡頓、不順暢，而且長時(shí)間不用的話還容易“銹死”。因此，在生產(chǎn)過程中，一般加工、裝配時(shí)都選擇H7/h6 的公差配合，這種配合公差的選擇就導(dǎo)致定位銷與產(chǎn)品定位銷孔定位不到位，位置度出現(xiàn)偏差，而且這種偏差很難彌補(bǔ)。

圖1 改進(jìn)前的活銷定位機(jī)構(gòu)

2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

在此結(jié)構(gòu)改造前，需要對裝配體的底孔進(jìn)行加工精度控制，相互位置度保證在±0.01mm 以內(nèi)，為活銷定位機(jī)構(gòu)的改進(jìn)掃清干擾因素。

改進(jìn)方案如圖2 所示，將原來的活銷機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)桿改為分體式，上半部分為可調(diào)的定位插銷部分①銷軸，下半部分是②導(dǎo)桿，另加③定位安裝座為①銷軸起定位、導(dǎo)向作用，與銷軸的間隙范圍是0.004～0.01mm，微小的配合間隙既保證了活銷往復(fù)運(yùn)動的流暢性也保證了定位精度；①銷軸與下部的⑥推桿套之間留有單邊1mm 的調(diào)整間隙，作為裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整余量；①銷軸和②導(dǎo)桿的連接采用T 型槽的結(jié)構(gòu)形式，拆裝方便，為裝配做和維修更換提供了方便；在③定位安裝座外部兩個方向加L型的④定位板，調(diào)整、把緊之后用合適的錐銷進(jìn)行定位，防止位移，為③定位安裝座起到定位基準(zhǔn)的作用，通過測量手段檢測定位銷的位置度、垂直度等相關(guān)參數(shù)，再通過配磨③定位安裝座與④定位板之間的調(diào)整墊，微量調(diào)整定位銷的位置度，直至定位銷的位置精度達(dá)到理想的數(shù)值，定位銷的裝配、調(diào)整動作就算基本完成，最后用螺釘從兩個方向?qū)ⅱ鄱ㄎ话惭b座固定、拉緊在④定位板上，通過以上改進(jìn)來滿足定位銷的位置度要求，從而保證了工件的定位精度。

圖2 改進(jìn)后的活銷定位機(jī)構(gòu)

其中①銷軸與②導(dǎo)桿的連接，進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用了類似T 型槽的結(jié)構(gòu)，但對配合尺的控制更為嚴(yán)格、精確。在對①銷軸進(jìn)行安裝更換時(shí)只需將①銷軸旋轉(zhuǎn)90°裝入，裝入后回正角度即可，在①銷軸的一側(cè)設(shè)有相應(yīng)的限位滑槽，這樣在①銷軸的使用中就不會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度乃至脫落的風(fēng)險(xiǎn)。如圖3 所示。

圖3

3 效果

通過本次改造，試驗(yàn)工裝的定位銷定位精度都得到了提高，而且精度穩(wěn)定，精度可保證在0.01mm 以內(nèi)。改進(jìn)后的活銷定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊，分體式導(dǎo)向、定位的結(jié)構(gòu)更利于裝配、調(diào)整和維修。局部的改造并不會對原有的驅(qū)動方式造成任何影響。由于定位銷可調(diào)，定位精度更高、更可靠，在使用過程中并未再出現(xiàn)活銷定位機(jī)構(gòu)對工件加工精度產(chǎn)生位置度、平行度超差的問題。

4 結(jié)語

改進(jìn)后的活銷定位機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理，巧妙的將高精度導(dǎo)向件和一般驅(qū)動導(dǎo)向件進(jìn)行了區(qū)分，滿足定位銷對工件定位和拔插的同時(shí)，避免了定位精度低且不穩(wěn)定、使用不方便的問題，能夠應(yīng)用于不同的夾具上，尤其對于定位精度高的工件，定位精度的提升非常明顯且穩(wěn)定。具有便于裝配、維修、適用范圍廣的特點(diǎn)。