[发明专利]“十二点定位原理”在机械加工工艺系统里的应用

说明书

“十二点定位原理”：是从工件定位分析就按工艺要求进入模拟工艺系统的力平衡点上定位，在这正确定位基础上，研制出模拟工艺系统里的定位元件结构和位置，夹具机构，刀具结构，传动装置；再进入实际的工艺系统里最能按工艺要求的加工轨迹，进行加工出符合工艺要求的高精度工件。因此，“十二点定位原理”为工艺加工高、精、尖机械产品开辟广阔的途径。

机械加工工件的精度是通过工件加工表面，对其加工基准的尺寸和位置与加工时刀具切削的位置正确性决定的。

随着现代机械产品高、精、尖发展趋势，对机械加工要求越来越高，其工件加工基准面，随着工件薄壁、细长、异形与加工面定位正确性难易确定，加工精度就越差，有时，在工艺审查时，认为零件加工工艺性差，无法加工，反过来要求产品设计进行零件工艺性改进设计。造成某些机械产品低、粗、劣的局面，在一定程度上受国内工艺加工水平的影响。为了开拓工艺加工的创新局面，本文提出了，在工件非加工面上消除空间自由度的“六点定位原理”基础上，采用按工艺要求模拟在工艺系统里工件非加工面和加工面，用“十二点定位原理”进行力的定位方法，该方法，为机械加工工艺创建了用一般机床加工高、精、尖机械产品开辟了广阔的途径(图1是“十二点定位原理图”)。

(一)“十二点定位原理”的定位概念：

力是使工件移动和变形的根源。机床、夹具、辅具、刀具、工件等组成工艺系统里工件，随着工艺加工要求受到各种力，工件有朝着最大力的方向移动可能，工艺系统里工件只有在力的平衡状态下，才按既定的位置上定位。

因此，“十二点定位原理”的定位概念是在工艺系统里按工艺要求加工轨迹，进行各力点的定位分析，达到工件力的平衡点轨迹上力点定位，就能加工出按工艺要求高精度工件。

(二)定位元件定位概念：

“十二点定位原理”认为定位元件对工件定位作用是决定工件在工艺系统点、线、面基准位置尺寸正确性。

工件只有在定位件正确定位基础上，才有各种力的平衡点的高精度的定位。

所以，工艺要求的尺寸必须要有定位元件的定位作用，甚至于过定位来保证工件基准面稳定性，绝对不允许有欠定位。

这样，定位元件对工件反作用力与工艺系统各种力定位平衡在工艺要求上，始终按工艺加工要求轨迹上运动(定位元件具体的定位分析在工艺系统各种力的定位分析之中)。

(三)夹紧力点的定位概念和对工件定位分析：

“十二点定位原理”准则：力与力之间会产生相互干涉，只要能达到按工序要求轨迹上进行加工运动，其用力点的定位点越少越好。

夹紧力点是夹具机构在工艺系统里首先设置对工件作用力点，也是最能协同机床对各种工件进行加工，需要新设计制造的夹具机构。

实践证明：夹紧力点作为工艺系统里工件的定位点，工件在工艺系统里正确位置基本确立了。

因此，夹紧力点作为工件定位点，必须全面考虑工件结构特点，工艺方法，定位元件的结构和布置多种因素，才能真正确定夹紧力点成会工件的定位点

首先，从工件进入工艺系统夹紧三种状态来分析工件夹紧力点作为工件定位点。

夹紧第一种状态：定位元件已经全部消除工件空间的自由度，只要用工件本身的重力能克服工件加工时切削力，就不必要夹紧力点对工件定位作用。这种情况很少，一般都要依靠夹紧力点来保证工件，定位元件定位的可靠性和工件加工时稳定性。

例如：长箱座镗Φ42±0.006孔，并锪二端面加工(见图2是长箱座镗φ42±0.006及锪二端面加工简图、图3是长箱座镗φ42±0.006及锪二端面工序图)。夹紧力点与工件4点接触，实际上用力浮动压板夹紧力点，只有2点定位。

为了确保园柱定位棒定位可靠性和镗孔时工件稳定性，在箱顶偏离中心24毫米对称两处，施加夹紧力点作为工件定位点。既达到工序定位要求，又不会使工件变形。