組合夾具組裝精度的措施保證

        王桂萍  楊勇
    （ 勝利油田東辛采油廠）

   摘要：機(jī)床組合夾具由于能滿足多種精度零件的加工，目前在生產(chǎn)中越來越得到重視。為提高夾具的組裝精度，本文簡(jiǎn)要分析了影響組合夾具組裝誤差的因素，并結(jié)合實(shí)例介紹了組裝過程中需要掌握的組裝要點(diǎn)及相應(yīng)的裝配工序。
    關(guān)鍵詞：組合夾具 加工精度 組裝精度
   機(jī)床組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備。它是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件及合件根據(jù)不同零件的加工要求組合而成的。它的主要作用是可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。
    1、 組合夾具
   組合夾具按照組裝依據(jù)的基面形狀分為孔系和槽系兩大類，我國(guó)采用槽系組合夾具，它又分為大型、中型、小型三種系列。其中中型（12mm）系列組合夾具應(yīng)用最廣泛。在機(jī)械制造業(yè)中，約有75％以上的企業(yè)從事單件小批量的生產(chǎn)和成批生產(chǎn)，尤其是單件小批量生產(chǎn)的企業(yè)，每批工件的數(shù)量很少，若單獨(dú)為一道工序設(shè)計(jì)制造專用夾具，在經(jīng)濟(jì)上極不合理，勢(shì)必大幅度增加產(chǎn)品的成本和延長(zhǎng)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。為解決這個(gè)問題，20世紀(jì)40年代開始著手研制能夠適合單件小批和成批生產(chǎn)的可多次重復(fù)使用的夾具--組合夾具。
     2、 保證機(jī)床組合夾具組裝精度的措施
    在機(jī)械加工中，零件在加工中要解決兩大問題，就是定位與夾緊。工件在加工時(shí)定位要準(zhǔn)確，夾緊要可靠。工件在組合夾具上定位的任務(wù)是既要保證單個(gè)工件相對(duì)于已經(jīng)調(diào)整好刀具位置的準(zhǔn)確性，又要保證一批工件各表面相互位置精度的重要因素。所以要保證工件在加工中的定位可靠性，首先必須得保證夾具定位元件組裝的精度。
   定位的準(zhǔn)確性和可靠性除了與工件定位基準(zhǔn)面的制造精度有關(guān)外，還取決于夾具定位元件的精確度和定位結(jié)構(gòu)的合理性，所以要提高夾具的組裝精度，要精心選擇夾具元件。其基本原則是：在保證加工精度和提高生產(chǎn)率的前提下，所選用的元件應(yīng)能夠使組裝出的夾具體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整與使用方便。
   夾緊裝置也是夾具的主要組成部分，它對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率有重要的影響。它對(duì)組合夾具的夾緊裝置提出如下要求：夾緊不能夠破壞工件的定位，應(yīng)使原有定位狀態(tài)更加穩(wěn)定可靠。夾緊后工件和組合夾具元件變形要小，變形量應(yīng)該在加工精度允許的范圍內(nèi)。夾緊力的大小要適當(dāng)，既要防止因夾緊力不足，工件在加工過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的位移和引起振動(dòng)，又要避免因夾緊力過大，壓傷工件或損壞夾具元件。夾緊動(dòng)作力求迅速省力。裝置不要妨礙工件的裝卸。
   組合夾具的組裝精度不但與元件的制造精度有很大的關(guān)系，而且與元件的選用組裝方法也有很大關(guān)系。因此影響組合夾具組裝誤差的因素可歸納為3大類：①組合夾具元件的制造誤差。②組合夾具組裝后元件的累積誤差。③組合夾具本身的剛度和螺栓緊固力和夾緊力作用下的變形誤差。
   從加工工件的精度看，組合夾具元件本身的精度一般為IT6級(jí)-IT7級(jí)。經(jīng)過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，利用組合夾具加工工件時(shí)，工件的位置精度一般可達(dá)IT8級(jí)-IT9級(jí)，經(jīng)過精心調(diào)整，也可以達(dá)到IT6級(jí)-IT7級(jí)精度。
     3、 應(yīng)用實(shí)例
   夾具的種類有很多，不同類型的組合夾具對(duì)元件有不同的要求。例如銑床組合夾具，刨床組合夾具在加工中承受的切削力、沖擊力較大，應(yīng)選用剛性較大的元件，如基礎(chǔ)角鐵、緊固支承、關(guān)節(jié)壓板等。對(duì)承受較小的切削力或不承受切削力的組合夾具如磨床組合夾具，劃線組合夾具等元件的精度是主要問題，在組裝時(shí)要選擇精度高的元件。如果組合夾具的強(qiáng)度不夠，而工件在加工中承受較大的切削力就有可能影響工件的尺寸精度，位置精度，所以在組裝過程中除進(jìn)行元
件的挑選外，其強(qiáng)度也是考慮的重點(diǎn)。
   組合夾具的組裝，就是將組合夾具元件按照一定的步驟和要求，裝配成加工所需的夾具的全過程。通常分為準(zhǔn)備階段、擬定組裝方案、試裝、連接并調(diào)整緊固元件、檢驗(yàn)等幾個(gè)步驟�，F(xiàn)以加工雙臂曲柄工件鉆孔組合夾具為例，說明組合夾具的裝配過程。本工序的加工內(nèi)容是鉆、鉸兩個(gè)ф10mm孔。工件上ф25mm孔及其他各平面在本工序前已加工完畢。組裝后夾具如圖1所示:
        
    ⑴ 確定組裝方案。
 ①確定定位基面：由于ф25mm孔中心線是兩個(gè)ф10mm孔中心線的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，確定工件的定位基準(zhǔn)面。②選擇基礎(chǔ)件：根據(jù)工件尺寸和鉆模板的安裝位置，選用240mm×120mm×60mm的長(zhǎng)方形基礎(chǔ)板3，并在T型槽的十字相交處安裝ф25mm的圓形定位銷6和相配的定位盤5。為使工件安裝得高些，便于在a、b孔的附近安裝可調(diào)輔助支承14和18，定位盤5和定位銷6是裝在60mm×60mm×20mm的方形支承塊4上。③夾緊工件：用貫穿基礎(chǔ)板的壓緊螺栓8夾緊工件。④安裝鉆b孔鉆模板及方形支承：將鉆、鉸b孔的鉆模板16及方形支承17裝在ф25mm定位銷右側(cè)的縱向T形槽內(nèi)，便于調(diào)整98±0.01mm。⑤組裝鉆a孔的鉆模板：在基礎(chǔ)板3的后側(cè)面T形槽中接出方
形支乘，用方形支乘12墊高，組裝a孔的鉆模板11，使鉆模板達(dá)到所需要高度， 并注意控制坐標(biāo)尺寸57mm± 0.01mm， 和36mm±0.01mm。調(diào)整鉆套下端面與工件表面的距離保持（0.5-1）d（鉆孔直徑）的位置上。⑥組裝D面定位板：在基礎(chǔ)板前側(cè)面的T形槽中安裝方形支承2種伸長(zhǎng)板19，保證D面定位。
    ⑵ 連接、調(diào)整和緊固元件。①清洗選定的元件。②組裝ф25mm孔和端面C的定位元件：把方形支承4、定位盤5和mm定位銷6組裝在一起，并從基礎(chǔ)板3的底部貫穿螺栓8上緊固，調(diào)整￠25mm銷的軸心線，與縱向T形槽同軸。裝入可調(diào)輔助支承14。③組裝鉆b孔的鉆模板：在基礎(chǔ)板3上與￠25mm同軸的T形槽中放入定位鍵，裝上適當(dāng)高度的方形支承17，再將長(zhǎng)定位鍵放入其上端面的定位槽中，裝上鉆模板16，調(diào)整其孔中心與￠25mm定位銷中心距98 mm±0.01mm，然后用螺栓15及墊圈、螺母緊固。④組裝鉆a孔的鉆模板：把方形支承裝在基礎(chǔ)板3后側(cè)面T形槽中，然后先裝入可調(diào)輔助支承18，再裝上高度適當(dāng)?shù)姆叫沃С?2和鉆模板11，它們都由鍵定位，用螺栓10及墊圈、螺母緊固。⑤組裝D平面的定位件：將方形支承2裝在基礎(chǔ)板3前面的T形槽中，在其右側(cè)面裝上伸長(zhǎng)板19，移動(dòng)方形支承2，調(diào)整伸長(zhǎng)板19與￠25mm定位銷6的中心距離，保證尺寸12 mm±0.01mm，并用螺栓1緊固。
    ⑶ 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)各元件的夾緊情況：a、b 孔與￠25mm定位銷軸心線的坐標(biāo)尺寸〔(98±0.01)mm、(36±0.01)
mm、（57±0.01）mm〕；以及兩鉆套中心線與￠25mm定位銷軸心線的平行度（0.15/100 mm）
   組合夾具把專用夾具的設(shè)計(jì)、制造、使用、報(bào)廢的單向過程，變?yōu)榻M裝、使用拆散、清洗入庫、再組裝的循環(huán)過程。用幾個(gè)小時(shí)的夾具組裝周期，代替了幾個(gè)月的專用夾具設(shè)計(jì)、制造周期，從而大大縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了工時(shí)和原材料，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)還減少了夾具庫房面積，便于管理。
  當(dāng)然組合夾具也有缺點(diǎn),因?yàn)樗�由許多具有互換的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組成的，因此與針對(duì)特定零件的某一工序而設(shè)計(jì)的專用夾具相比，一般就顯得體積要大、重量要重一些。組合夾具是借助鍵的螺釘連接起來的，連接環(huán)節(jié)比較多，在運(yùn)輸和使用過程中不能受過大的沖擊負(fù)荷。此外，組合夾具中的各種元件和合件尺寸精度和表面光潔度要求較高，因此開始制造時(shí)比較困難，成本也較高。隨著組裝和制造技術(shù)的不斷提高，以上缺點(diǎn)將得到進(jìn)一步克服。