机床夹具的装配加工法

机床夹具的装配加工法

于银河

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司   黑龙江 哈尔滨市 150060

摘要：保证夹具设计精度的方法仍然是装配调整法，而企业的夹具设计数据是装配图加零件图。这就决定了夹具制造只能按照零件图制造所有零件，然后进行装配，再通过调整尽量满足装配图提出的各种尺寸和形位公差的要求，就像一般的机械制造一样。根据多年的实践，对于大多数夹具来说，这种装配调整方法很难保证夹具装配精度的要求。

关键词：装配加工法；夹具制造；精度；发展；

市场经济体制下，我国制造加工产业得到快速发展，制造加工工艺有了很大进步，促进我国市场经济持续发展。装配加工法在夹具制造上的应用，大大提高了夹具的工作效率，使夹具的制造精度得到有效提升，推动了我国制造加工产业的长远发展。就装配加工法在夹具制造精度中的应用进行概述，对夹具导向结构和定位结构的精度进行详细的分析，指出夹具制造中装配加工法的实际应用，大大促进我国夹具制造技术水平的不断提高。

一、装配加工法概述

装配加工法广泛应用于钻、车、磨夹具设计生产中。钻模夹具中，为了满足钻套的中心轴线对对夹具体底面的垂直度要求，最为有效的工艺方法就是先装配好之后再对钻套底孔进行精镗加工，该加工方法能减小装配零件累积下来的尺寸和形状方面的误差，同时该工艺方法不但适用于夹具上的导向元件，而且也适用于夹具上的定位元件，在确保了夹具生产精度的同时，也大大提高了机械产品的质量。

二、确保夹具导向结构精度要求

1.实例一：临工某一型号挖掘机调速轴径向孔的加工，夹具设计精度要求如下：（1）保证钻套中心距定位心轴端面的轴向尺寸精度要求为；（2）保证钻套的中心轴线对夹具体底面的垂直度要求为0.05mm；（3）保证钻套的中心轴线对定位心轴的对称度要求为0.06mm。分析：调整装配方法只能单独调整三项要求中的一项，并且操作者的技术水平、测量工具以及测量基准精度会对零件的装配精度造成重要影响，考虑到三项精度要求都与钻套底孔的位置精度有关，若想同时满足三项设计精度的要求，可选择装配后再进行调速轴径向孔的加工，即采用装配加工法。解决方法：钻套底孔已在夹具装夹前进行了粗加工，钻模板夹具组装为一整体后，开始对钻套底孔进行静加工，具体加工过程如下所示：（1）待钻模板夹具将定位心轴装夹完（2）调整钻模板夹具在坐标镗床上的位置，确保定位心轴与镗床工作台的纵向方向保持一致，同时将钻模板夹具固定在坐标镗床的工作台上，再次找正定位心轴的位置；（3）用螺钉将钻模板固定于钻模板夹具上，用以保证钻模板的位置；（4）根据之前找正好的位置，坐标镗床开始对钻套底孔进行精加工，为尽量减小粗加工时引起的误差复映，精加工时尽量进行多次走刀。优点：装配加工法适用于多孔的钻模，该方法已成为确保夹具加工精度中最为有效的方法之一。

2.实例二：某一翻转式钻模结构主要由回转体、回转轴、支承座以及定位插销等结构组成，为满足钻模底孔对支承座底面的垂直度要求0.02mm等精度要求，采用装配加工法进行加工，具体加工过程如下所示：（1）首先将加工后的支承座与回转体装配为一整体，之后装上回转轴和支撑板，确保回转轴的中心线同支撑板的工作表面相互平行；（2）校验支承板的工作表面，确保与支承座底边相平行，待紧固之后，利用镗床的侧镗头对安装插销处的销孔进行精镗，然后再利用镗床上的立镗头对钻套底孔进行精镗，从而满足了钻套的中心轴线对支撑板工作面的垂直度的要求。通过以上两个实例表明，采用装配加工方法主要是靠坐标镗床自身的精度来满足夹具所需的精度要求，该方法很好满足了钻套或是镗套轴线与夹具安装基准面的垂直度或是平行度的要求，通常钻镗类夹具导向套底孔的加工都采用装配加工这种方法。

二、组合加工法的优点

实践验证了组合加工法在机床夹具中的应用，该办法能更大程度地保证夹具制造精度，也是最简便有效的办法。尤其应用在多孔钻夹具制造中，有着高精度的制造效果。翻转式钻夹具结构突出了翻转的特点，在立体的视图可看出对夹具元件的几何尺寸要求较高，尤其是翻转部分的位置精度确认，需要组合加工的方法避免过度的调整和打磨。具体来说，需要将支座在轴面进行加工，同时对回转体和支座进行组装，接着将支承板与回转轴固定，并对回转轴中心轴线进行稳定，保持轴线平行于支承板的工作面。其次，回转体翻转至平面能找平的位置，利用百分表找平并保证其与水平面平行。接着紧固侧镗头精镗孔，立镗头和精镗钻模板要在坐标镗床保持高度的尺寸精度，往两个钻套底孔插入定位插销，才能突出立镗头的位置，这种做法能够满足了定位支承面垂直于钻套中心轴线。另外，利用坐标镗床的辅助基准面来确保机床头上的侧镗头的加工位置，使用组合加工法来提高坐标镗床的精度，进而确保夹具所的位置精度。此外，钻套轴线与夹具采用组合加工工艺增加垂直和平行的准确率，安装基准面常用到的导管或钻镗类夹具是非常有必要的。导向套底孔的制造过程采用组合加工技术。首先，对元件进行尺寸和位置的定位，定位后将定位元件套在夹具上的准确位置上，钻套中心轴线要对准定位元件，并提高定位销的位置，进行组装加工按照先组装调整后加工夹具元件的设计思路，容易获得夹具精度。其次，夹具体组装时控制两定位销的位置，预留安装孔，将制造半成品钻模板进行后工序加工，将模板和安装孔相嵌，后工序钻镗是才应用到钻套底孔。接着，固定工作台面走向一致的底面，夹具调整并放置在底面，便于坐标镗床工作台的稳定。然后，加工两定位销，将找位置，在正镗床主轴坐标处安装好钻孔模板，安装孔内用圆柱销打入，内六角螺钉套牢钻铰圆柱销孔，使钻模板的最后定位紧固于夹具体上。定位销安装底孔和钻套安装底孔构成了钻套底孔的两部分，夹具定位元件的安装加工需要与导向元件进行精准度的匹配，控制夹具一次安装中加工位置。由此看出，应用组合加工法首先是将夹具和元件促成一个整体，各个零件的位置和尺寸有着精度要求。夹具的导向结构来和定位结构是组合加工的关键，重点关注夹具的加工顺序，避免重复加工减少各元件之间的累积误差，才有助于提高夹具制造精度。在应用组合加工法时，明确该工艺技术的顺序特点，熟悉应用的夹具结构设计、尺寸和形位等制造参数指标，突破技术制约，这才是有效应用组合加工法的的技巧。可见组合加工法对提高夹具的精准度的应用价值。因此，该组合加工法也推广应用在车夹具和磨夹具的制造过程中，该方法不仅在机床夹具有着巨大的作用，还能在车床、磨床夹具上精确元件和基准面的精度和位置。

三、组合加工法的应用

夹具在机床中起到切削加工的作用，是发挥机床切削优势的重要工艺装备，夹具在机床中能保证机械零件复合机械对大小尺寸和位置的精确度。夹具在机械零件的设计精度关系着机床的各个零件的契合度。机床的夹具设计制造是一个长期的过程，从过去的夹具生产制造的实践来看，装配法很难满足夹具装配图的零件尺寸要求，形位公差存在较大的错误。为此，组合加工法应运而生，解决了夹具制造零件的精度的问题，是夹具生产制造的特殊工艺方法。钻某一型号柴油机的机床夹具的制造有着以下要求。调速轴径向孔固定式钻模夹具设计精度有三项主要设计要求。其一是钻套中心与定位芯轴产生的轴面的轴向右端尺寸。其二是钻套中心轴线与夹具体底面产生夹面的垂直度。其三，钻套中心轴线与定位芯轴产生的对称位置的对称精度。这三项精度的设计要求与钻模板上息息相关，关系到钻套底孔位置精度。传统利用装配调整法首先是对元件进行单项的要求调整，不能整合夹具的综合要求，该方法下的精度准确性受到测量水平和制造水平因素影响。其次，测量基准的精度不准确，后期需要打磨的过程较长，存在局限性，要同时调整并满足夹具制造的三项精度，只有采用组合加工法来满足夹具设计要求。首先，确定钻模板夹具组合前期准备。前期需要对钻套底孔进行扩大和加粗，尺寸加粗同时留底孔在钻套。其次，对预留的钻套底孔进行形位公差的控制。接着进行夹具的组装，在此过程中要视夹具物为整体进行组装。再次，钻套底孔的精镗要嵌入。整个组合加工过程要坚持有序性，其一，夹具的本体需要嵌入定位芯轴和轴向线；其二，夹具的位置要与坐标镗床向垂直，及时调节夹具位置使之符合要求：方向一致的要求，定位芯轴与坐标镗床保持垂直的纵向方向；校验夹具体是否与工作台面紧密，保持密封性，确定定位芯轴位置；坐标镗床主轴的加工位置要在夹具的横纵坐标上进行；六角螺钉紧固在已经打好的钻铰圆柱销孔内，于夹具体上需要于固定钻模板位置来确定圆柱销打的位置；钻套底孔精镗的加工必要时增加对走刀的次数，减少走刀的误差。

四、保证夹具定位结构的精度

1.在夹具定位零件的加工中，也可以采取装配加工法，以提高定位部件位置的精确度，提高加工效率。在机械设备的孔钻夹具装配中，钻套中心轴线对定位销孔的位置精度要求比较高，采用传统的制造加工方法根本无法满足加工要求，对此，装配加工法的具体操作流程如下：（1）将夹具放置在坐标镗床的工作台上，调整夹具的位置，使夹具的底面和坐标镗床工作台的移动方向保持在一个方位，然后将夹具紧固在坐标镗床的工作台上。（2）确定镗床主轴的坐标位置，先对定位销孔进行加工操作。（3）将钻模板固定在夹具上，并使用螺钉进行紧固，然后钻铰圆柱销孔，加工以后将圆柱销固定在销孔中，从而对钻模板进行最后的固定，提高钻模板的稳定性。（4）固定好之后，对精镗钻套底孔进行加工，尽可能地提高夹具定位的位置精度。在加工过程中，机械设备零件的加工工艺得到了很大改进，根据上述操作流程，再用装配加工法进行加工，可以利用夹具的一次安装来进行定位销孔和钻套底孔的加工操作，从而提高夹具定位元件和导向元件之间的位置精度，达到机械设备零件加工的精度要求，促进企业夹具制造技术水平的不断提高。

2.在机械设备的V型块定位面中，主要的结构由夹具体、芯棒和定向键等部分组成，芯棒端面对夹具体底面的平行精度要求较高，定向键的侧面对V型块定位面的平行精度要求也较高，因此，采用装配加工法进行加工。具体的操作流程如下：（1）将V型块做成斜面，对斜面先进行粗加工，同时，保留足够的半成品，以确保V型块的位置和工作元件保持完全接触状态，并且满足两平行度的要求。（2）在夹具体中进行V型块的拼装，并用圆锥销将v型块和夹具体进行固定操作，从而将V型块固定在夹具体上。（3）将夹具体底面和定向键的侧面进行定位，保持在一个基准上，最后，利用磨床对V型块的斜面进行磨削加工操作，提高夹具制造的精度，最终达到V型块的位置和两平行度的精度要求，从而保障机械产品生产质量的不断提高。在机械加工过程中，采用装配加工法进行不同形状的零件加工，可以大大提高夹具制造的精度，便于加工操作，使加工流程得到简化，从而促进企业加工产品质量的不断提高。

总之，通过机械设备各部位零件加工的过程，来说明装配加工法在夹具制造精度中的应用，满足了客户的加工要求，减小了零件加工过程中的尺度误差和形状误差，从而达到提高夹具制造精度的目的。现代机械设备的零件加工中，运用装配加工法来提高夹具制造的精度，必须熟练掌握装配加工法的加工工艺，对结构设计、尺度要求、形位公差等进行合理的构建，不断提升工作人员的加工技能，从而满足夹具制造的精度要求，达到提高夹具制造技术水平的目的。

参考文献：

[1]刘彬，浅谈机床夹具的装配加工法.2022.

[2]王海宝.装配加工法在保证夹具制造精度中的应用.2020.