夾具結(jié)構(gòu)的工藝性
夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì),而其精度又比加工工件高。故一般用調(diào)整、修配、裝配后加工、總裝后再使用機(jī)床上就地進(jìn)行最終加工等方法,保證夾具的工作精度。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)識(shí)到夾具制造的這一工藝特點(diǎn),否則很難在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)條件制訂等方法做到恰當(dāng)、合理,以致給制造、檢驗(yàn)、裝配、維修帶來(lái)困難。為了使所設(shè)計(jì)的夾具在制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)試、維修等方面所花費(fèi)的勞動(dòng)量最少、費(fèi)用最低,應(yīng)做到整個(gè)夾具中,廣泛采用各種標(biāo)準(zhǔn)件和通用件,減少專用件。各種專用件的結(jié)構(gòu)應(yīng)易于加工、測(cè)量;各種專用部件的結(jié)構(gòu)易于裝配、調(diào)試、維護(hù)。
夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆卸、維修和加工
夾具上很多重要部件的連接采用螺釘或銷釘。為了拆卸、維修方便、銷釘孔盡可能做成貫穿的通孔,拆卸時(shí)可由孔底將銷釘打出(圖7-16a),也可在銷釘孔側(cè)面加工出推出銷釘?shù)臋M孔(圖b)或采用頭部帶螺孔的銷釘,以便擰入拔出銷釘用的工具(圖c)。
當(dāng)無(wú)凸緣襯套類型零件壓入不通孔時(shí),為了方便取出,可在其底部鉆孔攻絲,做成螺紋孔,或在其底部端面上銑出徑向槽,如圖7-17所示。
從夾具上拆去某零件時(shí),應(yīng)不受其它零件的妨礙。如圖7-18所示,為了擰去螺母2,就必需拆出零件1(圖a),為了解決這一問(wèn)題,可在零件1上預(yù)先加工一供擰出螺母2用的孔(圖b)。
此外,夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意加工的工藝性,如留出必要的空刀槽,留出加工時(shí)刀具的引進(jìn)位置,減少加工面積,避免在斜面上鉆孔等。
夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于進(jìn)行測(cè)量與檢驗(yàn)
在規(guī)定夾具某些位置精度要求時(shí),必須同時(shí)考慮相應(yīng)的測(cè)量方法,否則技術(shù)要求有時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而應(yīng)用工藝孔常是解決測(cè)量問(wèn)題的有效方法。如圖7-15(c)所示,工件上被加工孔與基準(zhǔn)孔傾斜21°,它與作為第二定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)孔間距離為L(zhǎng)2,與定位平面的距離為H。因此,夾具上鉆套的軸心線與圓柱定位銷的軸線也是呈同樣的角度。
夾具裝配時(shí)鉆套軸心線與圓柱定位銷軸心線呈21°這一要求,因無(wú)法測(cè)量不能保證。此時(shí),可在夾具體上加工出一工藝孔Φ10H7,使它的軸心線與所鉆孔的軸心線正交,并和夾具上定位平面的距離為任一選定值a(圖7-15a),則尺寸x的數(shù)值,可由圖(b)的幾何圖形中求得
x=AC-BC=L2-(a+H)tg21°
在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的檢驗(yàn)尺寸為x和a,夾具裝配后只要保證x這一尺寸,就可以間接保證裝配的角度要求。在工藝中穿入測(cè)量心棒,x與a均可準(zhǔn)確測(cè)量,故可保證較高的角度精度。
應(yīng)用工藝孔時(shí)應(yīng)注意:工藝孔的位置應(yīng)便于加工和測(cè)量,并盡可能在夾具體上。為簡(jiǎn)化計(jì)算,工藝孔一般做在工件的對(duì)稱軸線上,或使其軸心線通過(guò)所鉆孔或定位元件的軸線。為了便于制造和使用,工藝孔盡可能采用Φ6H7、Φ8H7、Φ10H7等標(biāo)準(zhǔn)尺寸。
夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于用調(diào)整、修配法保證裝配精度
用調(diào)整、修配法保證裝配精度,是通過(guò)移動(dòng)夾具某一元件或部件、在元件或部件間加入墊片,對(duì)某一元件進(jìn)行修磨加工等方法達(dá)到裝配精度。因此要求夾具中的某些元件、部件具有調(diào)節(jié)的可能性,補(bǔ)償元件應(yīng)留有一定的余量。此外還要求裝配基準(zhǔn)位置保持不變的情況下,有對(duì)其他元件進(jìn)行調(diào)整或修配的可能性。
如圖7-13所示的鉆模,裝配時(shí)要求保證的精度為:定位銷2和3的軸線與鉆套5軸線間的距離為88.85±0.015mm;兩定位銷的同軸度為Φ0.02mm;定位銷軸線與支承板7的距離為58.5±0.01mm。
該鉆模若采用整體焊接結(jié)構(gòu),則兩定位銷座1和4以及鉆模板支架6都要焊在夾具底座8上。為了保證上述兩軸線間距離88.85±0.015mm,必須首選保證兩銷座銷孔的同軸度Φ0.02mm。但是根據(jù)機(jī)床精度、鏜桿剛度及兩孔軸向距離考慮,所鏜孔之間同軸度只能達(dá)到0.03-0.04mm,故無(wú)法保證該軸間距公差±0.015mm的要求。
若將兩定位銷座與夾具體的連接改為銷釘定位、螺釘緊固的可移動(dòng)式結(jié)構(gòu)形式(圖7-13b),就可以通過(guò)精細(xì)調(diào)整來(lái)保證上述技術(shù)要求。即先用螺釘將定位銷座初步達(dá)到Φ0.02mm的同軸度要求。鉆模板與支座的連接也改為銷釘、螺釘定位緊固方式,用調(diào)整的方法達(dá)到中心距的精度要求。這時(shí)雖然增加了裝配時(shí)的調(diào)整和配鉸銷釘孔的工作量,但夾具裝配精度卻得以保證。此外,也可對(duì)用螺釘固定在夾具上的支承板進(jìn)行修磨,以保證距離尺寸58.5±0.01mm。
再如圖7-14所示的鏜床夾具,工件1以底面M及垂直側(cè)面N在支承板3上定位,并用止推支承4限制了工件沿軸向的自由度。夾具裝配后要求保證:尺寸A、B、C、D的尺寸精度,前后鏜套孔的同軸度,鏜套中心線對(duì)支承板在水平面與垂直平面內(nèi)的平行度。
從上述裝配要求可知,夾具的裝配精度與支架2和支承板3的位置精度有關(guān)。如果支架2與底座7鑄成一體,支架上的孔已經(jīng)過(guò)精加工,則必須以支架上的孔6為裝配基準(zhǔn),安裝支承板3和定向鍵5.這樣會(huì)給裝配工作帶來(lái)很多困難。如果支架2與底座7采用裝配式結(jié)構(gòu),并預(yù)先加工好,則可以選取底座7的底面為裝配基準(zhǔn)。這時(shí)先裝好定向鍵5,然后根據(jù)它調(diào)整支承板3的位置,使兩者的側(cè)面平行。再根據(jù)底座7的底面及支承3的側(cè)面調(diào)整支架的位置。這樣較易保證裝配要求。支架設(shè)計(jì)成裝配式的,在預(yù)裝時(shí)還可以用修磨支架底面的辦法,保證孔軸心線與支承板水平工作面的位置精度。