組合夾具在生產過程中的應用*

徐艷莉

(天水星火機床有限責任公司，甘肅 天水 741024)

1 引 言

組合夾具是在夾具零部件標準化、系列化和規(guī)格化的基礎上發(fā)展起來的新型夾具，是由一套預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準元件組合構成，根據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，有效保證產品的生產質量。

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

2 組合夾具的使用范圍

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

(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多年來的現場經驗，使用組合夾具可以達到表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到的位置精度

續(xù)表1 使用組合夾具加工可以達到的位置精度

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的主要因素。合理地選擇壓緊力的大小、方向和作用點，關系到夾具的夾緊型式和結構型式等，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。根據具體情況，適當掌握壓緊力的大小，在保證工件正常加工的條件下，盡可能采用小一點的壓緊力。壓緊力的方向對壓緊力的大小影響很大，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，才能達到要求［1］。壓緊力的作用點，對能否充分有效地使用壓緊力有很大的影響。壓緊力的作用點應盡量距切削力作用點近一些，這對于剛性較差的工件特別重要。還應注意通過壓緊點的壓緊力必須垂直地作用在主要基準面的支承點上，不能“壓空”，以免工件變形，影響加工精度。

4 零件技術要求與分析

孔加工在機械加工中經常遇到，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量。

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

圖1 滾輪支架簡圖

六點定位原理是定位任何形狀工件普遍適用的原理，當定位面是圓弧面或其他形狀時，也同樣應按這個原理去分析。根據圖紙要求，在組裝夾具時，依據六點定位原理，以工件的底面作三點定位基準面;工件上兩個φ11H7 的孔，一個作兩點定位，一個作一點定位(在圖1 中有標注)。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板3，在基礎板3 的上面成丁字形裝上兩個中孔鉆模板5。一個放上圓形定位銷作兩點定位用，另一個放上菱形定位銷作一點定位用。兩個中孔鉆模板的上平面就是工件的三點定位基準面。在基礎板3 上裝出的壓板4 和連接板10(在這里當壓板用)，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:以方形基礎板1 為底板，將基礎板3 傾斜放在方形基礎板1 的T 形槽上，傾斜的角度調整到12°40'，然后使用關節(jié)壓板2，一頭與緊固支承連接，另一頭與基礎板3 連接。

(3)組裝雙導向鉆模板結構:為了使上下兩個φ20H7 的孔的位置準確，鉆孔時使鉆頭得到更好的導引，需要采用雙導向組裝方法。從基礎板1 的側面接出支承件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)夾具尺寸調整:直孔鉆夾具鉆模板的位置可根據圖紙尺寸直接測定。而斜孔鉆夾具則不然，因為夾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:實測法(如圖3 所示)

在傾斜位置已經固定好的基礎板上，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，調至與工件三點定位基準面相距40 mm 的軌道上，把測量鉆模板再上下移動調整到距兩點定位孔45 mm 處。此時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，夾具就調整好了。

圖3 鉆斜孔實測法示意圖

第二種:計算法(如圖4 所示)

它與實測法的不同點是測量鉆模板的位置不受限制，可根據情況任意確定，它主要是通過計算得出數據來，再對鉆孔鉆模板進行調整。

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定位基準面30 mm 處，上下位置固定在距工件兩點定位孔中心1 5 mm 處。由圖4 可以看出，將加工孔的鉆模板中心，調至與輔助測量鉆模板中心距離為AB 即可，而AB 可以由計算求出。

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 鉆斜孔計算法示意圖

5 結 論

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

［1］ 李慶壽．機床夾具設計［M］．北京:機械工業(yè)出版社，1997．

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

［3］ 鄒士敏．鉗工實踐［M］．上海:上?？茖W技術出版社，1992．