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確保夾具準(zhǔn)確性的五種方法

2025/7/2 0:07:09

使用夾具的主要目的：確保被加工零件的尺寸（形狀）精度和位置...

使用夾具的主要目的：確保被加工零件的尺寸（形狀）精度和位置精度。工件制造精度的影響因素：除機(jī)床和刀具因素外，機(jī)床夾具必須滿足設(shè)計(jì)精度要求。傳統(tǒng)夾具制造工藝：絕大多數(shù)仍采用裝配調(diào)整法。這種夾具制造工藝與普通機(jī)械制造類(lèi)似，所有零件按零件圖制造后再進(jìn)行裝配，最終夾具精度依賴于對(duì)某一零件的位置或尺寸進(jìn)行試湊調(diào)整或修磨來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)夾具制造的缺點(diǎn)：從實(shí)際應(yīng)用角度看，難以滿足裝配圖中各項(xiàng)尺寸和形狀公差的要求。因此，為保證夾具制造精度，必須采用特殊工藝方法。以下 5 種工藝方法可確保工裝夾具的精度。1. 成組加工法方法定義：指在加工夾具元件時(shí)，同時(shí)對(duì)多個(gè)元件上的相同結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行加工。這些結(jié)構(gòu)要素通常為幾何尺寸或截面形狀，以及相互之間的相對(duì)位置。相同的加工條件便于保證夾具元件的質(zhì)量和互換性，從而提升夾具整體制造精度。方法分類(lèi)：根據(jù)制造方式不同，成組加工可分為兩種具體工藝方法：“配對(duì)加工” 和 “鏡像加工”。配對(duì)加工：指夾具中所有成對(duì)元件通過(guò) “組合磨削”“組合鏜削”“組合鉆削”“組合絞削” 等方式成對(duì)加工，以消除工件間的尺寸誤差和位置偏差。實(shí)際應(yīng)用：定位銷(xiāo)制備、導(dǎo)向孔鏜削、輪廓塊磨削等。鏡像加工法：指對(duì)某些具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的夾具元件，以對(duì)稱(chēng)面為界，先加工雙倍長(zhǎng)度并添加等余量工件，再沿對(duì)稱(chēng)面切割，加工后利用鏡像原理將兩個(gè)對(duì)稱(chēng)件組合，消除對(duì)稱(chēng)誤差。案例：V 形定位塊的功能設(shè)計(jì)中具備自動(dòng)定心功能，其兩個(gè)工作斜面的對(duì)稱(chēng)度精度要求極高。傳統(tǒng) V 形塊制造方法通常為整體制造，兩個(gè)斜面的最終精加工常需在平面磨床上借助精密正弦?jiàn)A具和 V 形導(dǎo)磁體完成，但該加工方法很難確保 V 形對(duì)稱(chēng)度達(dá)到理想狀態(tài)。

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實(shí)際應(yīng)用：采用鏡像加工法時(shí)，先將 V 形塊制成圖（a）所示的單體半成品，沿對(duì)稱(chēng)面切割并加工螺孔，再按圖（b）所示用定位鍵和連接螺栓裝配成組合式 V 形塊。工藝特點(diǎn)：無(wú)需高精度機(jī)床，僅借助普通機(jī)床即可使 V 形塊的對(duì)稱(chēng)度達(dá)到極高精度。主要用途：用于制造對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)或多件重復(fù)的夾具元件。2. 臨機(jī)加工法方法定義：利用夾具所在機(jī)床的切削功能對(duì)另一零件進(jìn)行切削，消除彼此間的位置誤差，確保各零件占據(jù)理想位置，從而提升制造精度。工藝特點(diǎn)：利用夾具所在機(jī)床進(jìn)行最終加工，確保夾具精度。主要用途：用于夾具定位元件的機(jī)加工過(guò)程，保證機(jī)床裝配中機(jī)芯的最終精度。典型應(yīng)用：磨床磨削外圓柱面軸類(lèi)夾具和磨削內(nèi)表面夾具、車(chē)床心軸類(lèi)夾具、銑床工作臺(tái)、平面磨床電磁吸盤(pán)。工藝優(yōu)勢(shì)：消除夾具制造、裝配及安裝中的誤差，最終獲得極高精度。使用條件：臨機(jī)加工法僅適用于具備臨機(jī)加工條件的機(jī)床。圖樣設(shè)計(jì)：當(dāng)設(shè)計(jì)者要求采用該工藝方法設(shè)計(jì)夾具時(shí)，需在夾具總圖上注明 “按圖樣尺寸預(yù)留精加工余量，待機(jī)床最終加工”。

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3. 找正固定法

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先找正后固定的方法通常使用通用測(cè)量工具。應(yīng)用實(shí)例：V 形定位塊的找正固定，已完成 V 形固定塊上定位鍵定位槽和螺栓的安裝加工。方法流程：用百分表找正心軸上母線與測(cè)量母線，使心軸與定位鍵表面（T 形槽側(cè)面）及夾具安裝基準(zhǔn)面平行。找正過(guò)程需反復(fù)調(diào)整和修磨，完成后擰緊螺釘，鉆鉸固定銷(xiāo)孔并打入固定銷(xiāo)。工藝特點(diǎn)：找正精度取決于工人技術(shù)水平、測(cè)量工具精度及測(cè)量基準(zhǔn)的精度。4. 過(guò)渡基準(zhǔn)法夾具設(shè)計(jì)中常遇到要求較高的斜孔和斜面，由于加工設(shè)備限制，需將斜孔和斜面置于垂直或水平位置以便加工。因測(cè)量技術(shù)困難，加工中無(wú)法直接測(cè)量和控制其尺寸，故需設(shè)置工藝基準(zhǔn)孔作為過(guò)渡基準(zhǔn)，將需控制的尺寸轉(zhuǎn)化為可直接測(cè)量或控制的工藝尺寸。通過(guò)控制轉(zhuǎn)化后的工藝尺寸，間接保證工件設(shè)計(jì)尺寸的要求，該工藝方法稱(chēng)為過(guò)渡基準(zhǔn)法，已在夾具制造實(shí)踐中廣泛應(yīng)用。應(yīng)用案例：

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如上圖所示，在保證尺寸 h 和 K 的前提下，只要保證刀塊工作面到工藝基準(zhǔn)孔 O 的軸線 X 的距離，即可保證長(zhǎng)邊尺寸 L 的加工要求。此外，在鏜床上加工某些大型鏜模時(shí)，以工藝基準(zhǔn)孔為過(guò)渡基準(zhǔn)是常用的有效工藝方法。采用該方法時(shí)，鏜模整體裝配后，可從鏜模兩端依次加工同軸度要求較高的導(dǎo)向孔。水平鏜頭加工完模板一端的導(dǎo)向孔后，用垂直鏜頭在模板兩端加工兩個(gè)工藝基準(zhǔn)孔，其中心應(yīng)與已加工導(dǎo)向孔的中心線垂直相交。將鏜模翻轉(zhuǎn)，在工藝基準(zhǔn)孔中裝入工藝圓柱銷(xiāo)，在垂直鏜頭上夾持百分表，來(lái)回移動(dòng)橫梁校正兩端工藝圓柱銷(xiāo)的中心位置，校準(zhǔn)固定后即可加工另一端模板的導(dǎo)向孔。由于夾具整體裝配后加工，該方法可保證高同軸度。5. 裝配加工法

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設(shè)計(jì)要求：鉆套內(nèi)孔 φd1 的中心軸線對(duì)安裝基準(zhǔn)面 A 的垂直度，以及 V 形定位塊中心平面的位置精度。加工工藝：在坐標(biāo)鏜床上，找正 V 形定位塊的中心平面，裝配后擰緊蝶形螺母，在鉆模板上鏜削襯套底孔。工藝特點(diǎn)：依托坐標(biāo)鏜床的精度，直接保證夾具所需的位置精度，是確保鉆套中心軸線與夾具安裝基準(zhǔn)面垂直度的*有效方法。常用鉆鏜夾具的導(dǎo)套底孔均采用該工藝方法加工。

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設(shè)計(jì)要求：兩個(gè) V 形塊的位置由高度尺寸 H 和水平尺寸 L 確定，兩個(gè)定位鍵的側(cè)面以基準(zhǔn) B 表示。夾具設(shè)計(jì)要求兩個(gè) V 形塊的定位面必須與工件完全接觸，同時(shí)保證兩項(xiàng)平行度要求。工藝過(guò)程：為保證 H、L 及兩者的平行度，制造夾具時(shí)可先將兩個(gè) V 形塊加工成斜面，預(yù)留足夠磨削余量的半成品，將 V 形塊裝配到夾具體上，用圓錐銷(xiāo)固定 V 形塊和夾具體。在工具磨床或?qū)к壞ゴ采?，?A 和 B 為定位基準(zhǔn)，磨削 V 形塊的 90° 斜面，滿足 H、L 及兩項(xiàng)平行度公差要求。

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