潍柴动力（潍坊）装备技术服务公司 张习国 谭东芳

引言

机械设计中，一面两销的定位方式是最通常不过的利用限制自由度的方式，无论是自动控制（包括气压、液压，或者继电器开关控制的自动）或手动控制，其实都是为了限制自由度的。通常一面两销的形式，销和面都是固定的，但也有活动的，用以上手段控制定位销的动作，通常为了保证销的定位精度，销动作的时候都是有其自己的固定路径，比如用滑槽控制走向，或是限位等等。这就是插销形式的定位，也就是我们常用活销定位机构。活销定位机构在工装的设计和使用中被广泛使用，这种机构的使用很好地避免了定位过程中因定位销与工件的磕碰造成的精度失准的问题，保证了定位精度。但是这种定位机构的弊端也很明显，在定位精度要求不高的工件加工中体现的不明显，但在定位精度要求高的工件加工中，则体现的非常明显，容易造成加工尺寸超差，而且无法调整、控制。因此分析造成定位精度不高的原因，对于提高加工质量和加工效率都是十分有利的。

1 原因分析

以结构图1 所示活销定位机构来分析定位精度失准产生的原因。经研究分析，其中非常重要的一个原因是活动插销机构的精度主要是由定位销轴与推杆套之间的配合来保证，而定位销轴与推杆套之间本身有一定的间隙要求（配合间隙在0.03～0.05mm 之间），如果配合间隙大了，定位不准；如果配合间隙小了，导杆和推杆套之间的相对运动就容易出现卡顿、不顺畅，而且长时间不用的话还容易“锈死”。因此，在生产过程中，一般加工、装配时都选择H7/h6 的公差配合，这种配合公差的选择就导致定位销与产品定位销孔定位不到位，位置度出现偏差，而且这种偏差很难弥补。

图1 改进前的活销定位机构

2 结构改进

在此结构改造前，需要对装配体的底孔进行加工精度控制，相互位置度保证在±0.01mm 以内，为活销定位机构的改进扫清干扰因素。

改进方案如图2 所示，将原来的活销机构中的导杆改为分体式，上半部分为可调的定位插销部分①销轴，下半部分是②导杆，另加③定位安装座为①销轴起定位、导向作用，与销轴的间隙范围是0.004～0.01mm，微小的配合间隙既保证了活销往复运动的流畅性也保证了定位精度；①销轴与下部的⑥推杆套之间留有单边1mm 的调整间隙，作为装配时进行调整的调整余量；①销轴和②导杆的连接采用T 型槽的结构形式，拆装方便，为装配做和维修更换提供了方便；在③定位安装座外部两个方向加L型的④定位板，调整、把紧之后用合适的锥销进行定位，防止位移，为③定位安装座起到定位基准的作用，通过测量手段检测定位销的位置度、垂直度等相关参数，再通过配磨③定位安装座与④定位板之间的调整垫，微量调整定位销的位置度，直至定位销的位置精度达到理想的数值，定位销的装配、调整动作就算基本完成，最后用螺钉从两个方向将③定位安装座固定、拉紧在④定位板上，通过以上改进来满足定位销的位置度要求，从而保证了工件的定位精度。

图2 改进后的活销定位机构

其中①销轴与②导杆的连接，进行了创新设计，采用了类似T 型槽的结构，但对配合尺的控制更为严格、精确。在对①销轴进行安装更换时只需将①销轴旋转90°装入，装入后回正角度即可，在①销轴的一侧设有相应的限位滑槽，这样在①销轴的使用中就不会出现旋转角度乃至脱落的风险。如图3 所示。

图3

3 效果

通过本次改造，试验工装的定位销定位精度都得到了提高，而且精度稳定，精度可保证在0.01mm 以内。改进后的活销定位机构设计合理、结构紧凑，分体式导向、定位的结构更利于装配、调整和维修。局部的改造并不会对原有的驱动方式造成任何影响。由于定位销可调，定位精度更高、更可靠，在使用过程中并未再出现活销定位机构对工件加工精度产生位置度、平行度超差的问题。

4 结语

改进后的活销定位机构，结构紧凑，设计合理，巧妙的将高精度导向件和一般驱动导向件进行了区分，满足定位销对工件定位和拔插的同时，避免了定位精度低且不稳定、使用不方便的问题，能够应用于不同的夹具上，尤其对于定位精度高的工件，定位精度的提升非常明显且稳定。具有便于装配、维修、适用范围广的特点。