徐艷莉

(天水星火機(jī)床有限責(zé)任公司，甘肅 天水 741024)

1 引 言

組合夾具是在夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和規(guī)格化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型夾具，是由一套預(yù)先制造好的具有不同形狀、不同規(guī)格尺寸、不同功能模塊并具互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件組合構(gòu)成，根據(jù)被加工零件的不同要求，可組裝成不同用途、不同形式的組合夾具，是一種通用化程度很高的工藝裝備。并由于組合夾具元件本身有較高的制造精度，因此組裝后的組合夾具能保證工件的位置精度，有效保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

在過去的生產(chǎn)中，大量使用結(jié)構(gòu)和尺寸固定的專用夾具。這種夾具在生產(chǎn)中所起作用很大。但它適合于大批量定型工件的生產(chǎn)，當(dāng)工件尺寸有較小變化，或加工方法改變時(shí)，就會引起夾具報(bào)廢，尤其是新產(chǎn)品的試制，由于專用夾具的設(shè)計(jì)和制造的周期較長，制造成本高，及產(chǎn)品未定型等原因，往往不能采用。為了彌補(bǔ)專用夾具的這些局限性，努力開發(fā)組合夾具的應(yīng)用。

2 組合夾具的使用范圍

(1)從生產(chǎn)類型來看，組合夾具的特點(diǎn)就決定了它最適用于產(chǎn)品變化較大的生產(chǎn)，如新產(chǎn)品試制，單件小批生產(chǎn)和臨時(shí)性突擊任務(wù)等。

(2)從加工工種來看，組合夾具可以用于鉆、鏜、車、銑、刨、磨、檢驗(yàn)等多工種加工。其中尤以鉆夾具用量最大。

(3)從加工工件的精度看總結(jié)多年來的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，使用組合夾具可以達(dá)到表1 所列的位置精度。

(4)從加工工件的幾何形狀和尺寸來看:使用組合夾具一般不受工件形狀的限制，很少遇到因工件形狀特殊，不能組裝夾具的情況。

表1 使用組合夾具加工可以達(dá)到的位置精度

續(xù)表1 使用組合夾具加工可以達(dá)到的位置精度

3 夾緊原理

夾具的壓緊力是夾具能否圓滿地完成夾緊任務(wù)的主要因素。合理地選擇壓緊力的大小、方向和作用點(diǎn)，關(guān)系到夾具的夾緊型式和結(jié)構(gòu)型式等，是組裝好高效率夾具的重要問題。壓緊力的大小主要由切削力的大小、方向和工件重量等因素所決定。根據(jù)具體情況，適當(dāng)掌握壓緊力的大小，在保證工件正常加工的條件下，盡可能采用小一點(diǎn)的壓緊力。壓緊力的方向?qū)壕o力的大小影響很大，如果壓緊力的方向和切削力的方向完全一致，只需很小的壓緊力;否則就要加大壓緊力，才能達(dá)到要求［1］。壓緊力的作用點(diǎn)，對能否充分有效地使用壓緊力有很大的影響。壓緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量距切削力作用點(diǎn)近一些，這對于剛性較差的工件特別重要。還應(yīng)注意通過壓緊點(diǎn)的壓緊力必須垂直地作用在主要基準(zhǔn)面的支承點(diǎn)上，不能“壓空”，以免工件變形，影響加工精度。

4 零件技術(shù)要求與分析

孔加工在機(jī)械加工中經(jīng)常遇到，尤其是鉆孔。鉆孔的精度一般地依靠刀具和夾具來保證，斜孔加工較直孔困難，主要是由于鉆孔時(shí)角度不好控制。如果斜孔還有距離公差和互換性要求，則困難更大。因此斜孔加工更需要使用夾具來保證質(zhì)量。

圖1 是本公司產(chǎn)品中的一種零件，要求在工件上鉆出兩個(gè)φ20H7 的同心孔，該孔與工件底面傾斜12°40'。

圖1 滾輪支架簡圖

六點(diǎn)定位原理是定位任何形狀工件普遍適用的原理，當(dāng)定位面是圓弧面或其他形狀時(shí)，也同樣應(yīng)按這個(gè)原理去分析。根據(jù)圖紙要求，在組裝夾具時(shí)，依據(jù)六點(diǎn)定位原理，以工件的底面作三點(diǎn)定位基準(zhǔn)面;工件上兩個(gè)φ11H7 的孔，一個(gè)作兩點(diǎn)定位，一個(gè)作一點(diǎn)定位(在圖1 中有標(biāo)注)。但“定位”只是使工件得到正確的位置，為了克服切削力，防止工件在加工過程中的變形，還需要“夾緊”。

經(jīng)過對零件的分析，制定了組裝方案，圖2 是加工該工件斜孔的鉆夾具示意圖，現(xiàn)將該工件組合夾具的組裝方法說明如下。

(1)定位和夾緊部分的組裝:首先選擇一塊與工件外形尺寸相稱的長方形基礎(chǔ)板3，在基礎(chǔ)板3 的上面成丁字形裝上兩個(gè)中孔鉆模板5。一個(gè)放上圓形定位銷作兩點(diǎn)定位用，另一個(gè)放上菱形定位銷作一點(diǎn)定位用。兩個(gè)中孔鉆模板的上平面就是工件的三點(diǎn)定位基準(zhǔn)面。在基礎(chǔ)板3 上裝出的壓板4 和連接板10(在這里當(dāng)壓板用)，用以壓緊工件。

圖2 滾輪支架斜孔鉆夾具示意圖

(2)組裝斜孔的角度:以方形基礎(chǔ)板1 為底板，將基礎(chǔ)板3 傾斜放在方形基礎(chǔ)板1 的T 形槽上，傾斜的角度調(diào)整到12°40'，然后使用關(guān)節(jié)壓板2，一頭與緊固支承連接，另一頭與基礎(chǔ)板3 連接。

(3)組裝雙導(dǎo)向鉆模板結(jié)構(gòu):為了使上下兩個(gè)φ20H7 的孔的位置準(zhǔn)確，鉆孔時(shí)使鉆頭得到更好的導(dǎo)引，需要采用雙導(dǎo)向組裝方法。從基礎(chǔ)板1 的側(cè)面接出支承件9。在支承件9 的上面組裝鉆模板7。兩鉆模板與支承件相互間以鍵定位，用螺母6 與槽用螺栓將兩鉆模板7 緊固。

(4)夾具尺寸調(diào)整:直孔鉆夾具鉆模板的位置可根據(jù)圖紙尺寸直接測定。而斜孔鉆夾具則不然，因?yàn)閵A具的定位面已改變了一定的角度，鉆模板的位置不能按照圖紙的尺寸直接測定［2］。為了保證工件加工后能達(dá)到圖紙要求，最后采取以下兩種方法去保證夾具的測定尺寸。

第一種:實(shí)測法(如圖3 所示)

在傾斜位置已經(jīng)固定好的基礎(chǔ)板上，裝一塊輔助用的測量鉆模板。將測量鉆模板的φ18 孔前后移動，調(diào)至與工件三點(diǎn)定位基準(zhǔn)面相距40 mm 的軌道上，把測量鉆模板再上下移動調(diào)整到距兩點(diǎn)定位孔45 mm 處。此時(shí)測量鉆模板孔的軸線與工件被加工孔的軸線相交。然后將加工用鉆模板7 的軸線調(diào)整到與測量鉆模板孔的軸線相交的位置，緊固?。?］。拆掉測量鉆模板，夾具就調(diào)整好了。

圖3 鉆斜孔實(shí)測法示意圖

第二種:計(jì)算法(如圖4 所示)

它與實(shí)測法的不同點(diǎn)是測量鉆模板的位置不受限制，可根據(jù)情況任意確定，它主要是通過計(jì)算得出數(shù)據(jù)來，再對鉆孔鉆模板進(jìn)行調(diào)整。

此例是將測量鉆模板的孔中心前后位置固定在距工件三點(diǎn)定位基準(zhǔn)面30 mm 處，上下位置固定在距工件兩點(diǎn)定位孔中心1 5 mm 處。由圖4 可以看出，將加工孔的鉆模板中心，調(diào)至與輔助測量鉆模板中心距離為AB 即可，而AB 可以由計(jì)算求出。

在△BDE 中:

已知 BD=40－30=10∠DBE=12°40'

BE=BD/cos 12°40'=10/0．97566≈10．25 DE=BD·tg 12°40'=10×0．22475≈2．25

在△AEC 中:

EC=DC－DE=(45－15)－DE=30－2．25=27．75∠ACE=12°40'

AE=EC·sin 12°40'=27．75×0．21928≈6．09得到 AB=AE+BE=6．09+10．25=16．34(mm)

圖4 鉆斜孔計(jì)算法示意圖

5 結(jié) 論

經(jīng)過對用此夾具加工后的零件進(jìn)行檢驗(yàn)，完全達(dá)到了圖紙要求，實(shí)踐證明:組合夾具與專用夾具一樣，能夠保證工件的加工質(zhì)量，并且隨著夾具的組裝技術(shù)的不斷提高，組合夾具會為企業(yè)帶來方便、快捷、高效、高質(zhì)量和低成本，值得在各機(jī)械行業(yè)中推廣使用。

［1］ 李慶壽．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997．

［2］ 趙志修．機(jī)械制造工藝學(xué)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1996．

［3］ 鄒士敏．鉗工實(shí)踐［M］．上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，1992．