大家都知道夾具是機(jī)床切削加工的重要工藝裝備,使用夾具的首要目的是保證機(jī)械零件尺寸(形狀)精度及位置精度,而機(jī)械零件的制造精度很大程度上取決于,加工該零件的機(jī)床夾具能否到達(dá)夾具設(shè)計精度的要求。目前生產(chǎn)企業(yè)夾具制造精度的保證方法絕大多數(shù)依然采用裝配調(diào)整法,這種夾具制造過程像普通機(jī)械制造那樣,先按零件圖制造出所有零件然后組裝,最終夾具精度是靠設(shè)法調(diào)整或修磨某個元件位置或尺寸來實現(xiàn)。而從夾具設(shè)計制造實踐來看,這樣方法很難滿足夾具裝配圖提出的各種尺寸及形位公差要求。為此,今天給大家介紹一種保證夾具制造精度的特殊工藝方法—裝配加工法。
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圖1 適用于該加工方式的鉆模夾具 & a6 m+ C. F8 B$ j. j
一、什么是裝配加工法 裝配加工法在夾具制造工藝方面上明顯有別于裝配調(diào)整法,其基本原理是,將夾具作為一個整體對待,對有位置精度要求的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)或定位結(jié)構(gòu),安排在夾具組裝后進(jìn)行加工,以最大限度地減少各元件之間的累積誤差,提高夾具制造精度。在應(yīng)用裝配加工法進(jìn)行夾具設(shè)計制造時,必須熟悉裝配加工法制造工藝方面的特點,并在結(jié)構(gòu)設(shè)計、尺寸和形位公差標(biāo)注、夾具元件加工和技術(shù)條件制定等各方面適應(yīng)這一要求。 0 p5 y' W. g! j, B
與傳統(tǒng)夾具設(shè)計相比,用裝配加上法制造的夾具在圖樣設(shè)計方面有較大的區(qū)別,應(yīng)有四種設(shè)計圖樣:夾具總裝圖、夾具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(如鉆套、鏜套等)裝配加工圖、夾具導(dǎo)向元件組裝前圖樣(也即半成品圖)、夾緊機(jī)構(gòu)和夾具體等產(chǎn)品圖。同時使用這四種圖樣的目的是,為了防止夾具制造部門在夾具制造時,依然采用制成零件、組裝元件、調(diào)整精度的工藝線路,能對整個夾具制造過程起到相應(yīng)的指導(dǎo)和制約作用。此外,裝配加工法也常應(yīng)用于車夾具和磨夾具制造過程,用來獲得車床、磨床夾具的回轉(zhuǎn)定位元件表面與安裝基準(zhǔn)面之間的位置精度。下面通過幾個實例來闡述裝配加工法的基本思路和具體應(yīng)用過程。 : e2 c. Z0 O! x
二、保證夾具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的精度 ; U8 }0 t4 s7 G# y! Z
如圖所示,為鉆某一型號柴油機(jī)調(diào)速軸徑向孔固定式鉆模。 ]2 [5 P; g, S" z) I& h
圖2 鉆模裝配簡圖
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夾具設(shè)計精度要求為: ①鉆套中心至定位芯軸右端面軸向尺寸精度(32±0.05)mm; ②鉆套中心軸線對夾具體底面A垂直度為φ0.04mm; ③鉆套中心軸線對定位芯軸的對稱度為0.08mm。 & p1 A: R' v" [- W
這三項設(shè)計要求都涉及到鉆模板孔的鉆套底孔位置精度。裝配調(diào)整法通常甩來調(diào)整單項要求,其精度取決于制作者的技術(shù)水平、量具和測量基準(zhǔn)的精度。但要同時調(diào)整并保證三項精度要求,則幾乎沒有這種可能。為此,可采用裝配加工法來滿足夾具設(shè)計要求。
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如下圖所示,為鉆模板夾具組裝前的狀態(tài),鉆套底孔中16H7已粗加工,留有較大的精鏜余量。如圖3所示,為鉆套底孔裝配工簡圖,圖中標(biāo)示了加工鉆套底孔的尺寸公差和形位公差要求。如圖所示組裝后,將夾具作為—個整體,對鉆套底孔進(jìn)行最后的精鏜。 ( E$ U8 d: S, ?/ O: E
圖3 鉆模半成品示意圖 + u$ Q2 J% f" A" Y z9 E
具體實施裝配加工法時按下列步驟進(jìn)行:
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①將定位芯軸裝入夾具本體; ②夾具上坐標(biāo)鏜床,調(diào)節(jié)夾具位置,使定位芯軸與坐標(biāo)鏜床工作臺縱向方向一致;將夾具體壓緊在工作臺面后,再次校驗定位芯軸位置;③坐標(biāo)鏜床主軸按,如圖2所示。要求找正加工位置,并記下主軸坐標(biāo); ④將鉆模板用內(nèi)六角螺釘緊固于夾具體上,鉆鉸圓柱銷孔,并將圓柱銷打入,以固定鉆模板位置; ⑤坐標(biāo)鏜床按找正的坐標(biāo)位置對鉆套底孔精鏜,加工時要盡量多走刀幾次,最大限度消除粗加工帶來的誤差復(fù)映。 ; n5 {( N6 s2 J, k- ]0 w% A
圖4 鉆套底孔裝配加工簡圖
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大量制造實踐證明,這種裝配加上的辦法是保證夾具制造精度的最簡便有效的辦法。特別對于保證多孔鉆夾具制造精度,其優(yōu)點尤為突出。如下圖所示,為一翻轉(zhuǎn)式鉆夾具結(jié)構(gòu)示意圖(圖中略去無關(guān)的視圖和幾何尺寸),圖示為使用鉆模加工時的位置。
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圖5 翻轉(zhuǎn)式鉆模示意圖
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為了獲得圖中所標(biāo)示的位置精度,可采用裝配加工法。其主要過程如下: ①先將支座上的c面等加工后,與加工好后的回轉(zhuǎn)體組裝成為一體,回轉(zhuǎn)體應(yīng)按圖加工后,裝上支承板和回轉(zhuǎn)軸,支展板的工作面B應(yīng)與回轉(zhuǎn)軸中心軸線平行。 ②將回轉(zhuǎn)體翻至上圖所示的位置,用百分表找正B平面,使其與c面平行,緊固后先用坐標(biāo)鏜床的側(cè)鏜頭精鏜孔①和②,然后插入對定銷定位,再用立鏜頭按尺寸精度和位置精度精鏜鉆模板上的兩個鉆套底孔。 這種裝配方法間接保證了在使用狀態(tài)鉆套中心軸線對定位支承面B的垂直度要求。如果坐標(biāo)鏜床上沒有側(cè)鏜頭,可以加工出輔助基準(zhǔn)面。基本上是靠坐標(biāo)鏜床的精度直接保證夾具所要求的位置精度。因此,它是保證鉆套(或鏜套)軸線與夾具安裝基準(zhǔn)面常垂直或平行的最可靠的方法,所有鉆鏜類夾具的導(dǎo)向套底孔都采用這種工藝方法加工。 8 }" S% B9 T8 {4 V
三、保證夾具定位結(jié)構(gòu)的精度 夾具上定位元件也可采用裝配加工法來保證定位元件在夾具上的準(zhǔn)確位置尺寸。如下圖所示,是—套4孔鉆夾具裝配示意圖,鉆套中心軸線對兩定位銷有較高位置度要求,若按先加工夾具元件,后組裝再調(diào)整的線路則很難達(dá)到設(shè)計要求。而采用裝配加工法很容易獲得上述精度。 ) u }: F' v* ]- ]
圖6 4孔鉆模裝配結(jié)構(gòu)簡圖
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具體實施過程為: ①將夾具體組裝,如下圖所示。兩定位銷安裝孔留在后工序加工,鉆模板也做成半成品,鉆套底孔也同樣留在后工序鉆鏜; ②將夾具放置于坐標(biāo)鏜床工作臺面,調(diào)整底面與工作臺走向一致,并將夾具體緊固于工作臺上; ③找正鏜床主軸坐標(biāo)位置,先加工兩定位銷安裝孔; ④將鉆模板用內(nèi)六角螺釘緊固于夾具體上,鉆鉸圓柱銷孔,并將圓柱銷打入,以實現(xiàn)鉆模板的最后定位; ⑤按圖樣鉆鏜4個鉆套底孔。在本例中,定位銷安裝底孔和鉆套安裝底孔在夾具一次安裝中加工,最大限度地提高丫夾具定位元件與導(dǎo)向元件之間位置精度。
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圖7 夾具體半成品 $ P! T4 J% e Z; g( G! S' g
如下圖所示,兩個V型塊的位置由高度尺寸H、水平尺寸L來決定,兩定向鍵側(cè)面用基準(zhǔn)B表示。夾具設(shè)計要求兩V型塊的定位面必須與工件保持完全接觸,同時又要保證兩平行度要求。這兩個平行度用—個雙點劃線所表示的標(biāo)準(zhǔn)芯棒來檢驗。要保證H、L和兩平行度,在夾具制造時,可先把兩V型塊做成斜面,并留足夠的磨加工余量的半成品,把V型塊拼裝到夾具體,用圓錐銷將v型塊和夾具體兩者固定,在工具磨床或?qū)к壞ゴ采弦訟、B為定位基準(zhǔn),對v型塊90°斜面進(jìn)行磨削加工,以滿足H、L和兩平行度公差要求。 1 v+ S7 B% j/ ~; ? h
圖8 V型塊定位面裝配加工圖
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總 結(jié) 通過上述三個實例可以看到,應(yīng)用裝配加工法的基本思路是,將夾具作為一個整體對待,對有位置精度要求的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)或定位結(jié)構(gòu)安排夾具組裝后進(jìn)行加工,以最大限度地減少各元件之間的累積誤差,以提高夾具制造精度。大量的實際應(yīng)用表明,裝配加工法是保證夾具制造精度的最簡便有效的工藝方法。 |