裝配加工法的基本思路和具體應(yīng)用過程詳解

夾具是機(jī)床切削加工的重要工藝裝備，使用夾具的首要目的是保證機(jī)械零件尺寸（形狀）精度及位置精度，而機(jī)械零件的制造精度很大程度上取決于，加工該零件的機(jī)床夾具能否到達(dá)夾具設(shè)計(jì)精度的要求。

目前生產(chǎn)企業(yè)夾具制造精度的保證方法絕大多數(shù)依然采用裝配調(diào)整法，這種夾具制造過程像普通機(jī)械制造那樣，先按零件圖制造出所有零件然后組裝，最終夾具精度是靠設(shè)法調(diào)整或修磨某個(gè)元件位置或尺寸來實(shí)現(xiàn)。

從筆者從事夾具設(shè)計(jì)制造實(shí)踐來看，這樣方法很難滿足夾具裝配圖提出的各種尺寸及形位公差要求。為此，本文介紹一種保證夾具制造精度的特殊工藝方法—裝配加工法。下面通過幾個(gè)實(shí)例來闡述裝配加工法的基本思路和具體應(yīng)用過程。

一、保證夾具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的精度

圖1所示為鉆某一型號(hào)柴油機(jī)調(diào)速軸徑向孔固定式鉆模。夾具設(shè)計(jì)精度要求為：（1）鉆套中心至定位芯軸右端面軸向尺寸精度32±0．05mm；（2）鉆套中心軸線對(duì)夾具體底面A垂直度為φ0．04mm；（3）鉆套中心軸線對(duì)定位芯軸的對(duì)稱度為0．08mm。

這三項(xiàng)設(shè)計(jì)要求都涉及到鉆模板上的鉆套底孔位置精度。裝配調(diào)整法通常用來調(diào)整單項(xiàng)要求，其精度取決于制作者的技術(shù)水平、量具和測量基準(zhǔn)的精度。但要同時(shí)調(diào)整并保證三項(xiàng)精度要求，則幾乎沒有這種可能。為此，可采用裝配加工法來滿足夾具設(shè)計(jì)要求。

圖2為鉆模板夾具組裝前的狀態(tài)，鉆套底孔Φ16H7已粗加工，留有較大的精鏜余量。圖3為鉆套底孔裝配工簡圖，圖中標(biāo)示了加工鉆套底孔的尺寸公差和形位公差要求。按圖3組裝后，將夾具作為一個(gè)整體，對(duì)鉆套底孔進(jìn)行最后的精鏜。

具體實(shí)施裝配加工法時(shí)按下列步驟進(jìn)行

（1）將定位芯軸裝入夾具本體；

（2）夾具上坐標(biāo)鏜床，調(diào)節(jié)夾具位置，使定位芯軸與坐標(biāo)鏜床工作臺(tái)縱向方向一致；將夾具體壓緊在工作臺(tái)面后，再次校驗(yàn)定位芯軸位置；

（3）坐標(biāo)鏜床主軸按圖2要求找正加工位置，并記下主軸坐標(biāo)；

（4）將鉆模板用內(nèi)六角螺釘緊固于夾具體上，鉆鉸圓柱銷孔，并將圓柱銷打入，以固定鉆模板位置；

（5）坐標(biāo)鏜床按找正的坐標(biāo)位置對(duì)鉆套底孔精鏜，加工時(shí)要盡量多走刀幾次，最大限度消除粗加工帶來的誤差復(fù)映。

大量制造實(shí)踐證明，這種裝配加工的辦法是保證夾具制造精度的最簡便有效的辦法。特別對(duì)于保證多孔鉆夾具制造精度，其優(yōu)點(diǎn)尤為突出。

圖4為一翻轉(zhuǎn)式鉆夾具結(jié)構(gòu)示意圖，圖中略去了無關(guān)的視圖和幾何尺寸，圖示為使用鉆模加工時(shí)的位置。為了獲得圖4所標(biāo)示的位置精度，可采用裝配加工法。

其主要過程如下：

（1）先將支座上的C面等加工后，與加工好后的回轉(zhuǎn)體組裝成為一體。回轉(zhuǎn)體應(yīng)按圖加工后，裝上支承板和回轉(zhuǎn)軸，支承板的工作面B應(yīng)與回轉(zhuǎn)軸中心軸線平行。

（2）將回轉(zhuǎn)體翻至圖4所示的位置，用百分表找正B平面，使其與C面平行，緊固后先用坐標(biāo)鏜床的側(cè)鏜頭精鏜孔①和②，然后插入對(duì)定銷定位，再用立鏜頭按尺寸精度和位置精度精鏜鉆模板上的兩個(gè)鉆套底孔。

這樣可間接保證了在使用狀態(tài)鉆套中心軸線對(duì)定位支承面B的垂直度要求。如果坐標(biāo)鏜床上沒有側(cè)鏜頭，可以加工出輔助基準(zhǔn)面。

這種裝配加工法基本上是靠坐標(biāo)鏜床的精度直接保證夾具所要求的位置精度。因此，它是保證鉆套（或鏜套）軸線與夾具安裝基準(zhǔn)面常垂直或平行的最可靠的方法，所有鉆鏜類夾具的導(dǎo)向套底孔都采用這種工藝方法加工。

二、保證夾具定位結(jié)構(gòu)的精度

夾具上定位元件也可采用裝配加工法來保證定位元件在夾具上的準(zhǔn)確位置尺寸。圖5是一套4孔鉆夾具裝配示意圖，鉆套中心軸線對(duì)兩定位銷有較高位置度要求，若按先加工夾具元件，后組裝再調(diào)整的線路則很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而采用裝配加工法很容易獲得上述精度。

具體實(shí)施過程為

（1）將夾具體組裝（如圖6），兩定位銷安裝孔留在后工序加工，鉆模板也做成類似與圖2半成品（未畫圖），鉆套底孔也同樣留在后工序鉆鏜；

（2）將夾具放置于坐標(biāo)鏜床工作臺(tái)面，調(diào)整底面與工作臺(tái)走向一致，并將夾具體緊固于工作臺(tái)上。

（3）找正鏜床主軸坐標(biāo)位置，先加工兩定位銷安裝孔；

（4） 將鉆模板用內(nèi)六角螺釘緊固于夾具體上，鉆鉸圓柱銷孔，并將圓柱銷打入，以實(shí)現(xiàn)鉆模板的最后定位；

（5）按圖樣鉆鏜4個(gè)鉆套底孔。在本例中，定位銷安裝底孔和鉆套安裝底孔在夾具一次安裝中加工，最大限度地提高了夾具定位元件與導(dǎo)向元件之間位置精度。

如圖7所示，兩個(gè)V型塊的位置由高度尺寸H、水平尺寸L來決定，兩定向鍵側(cè)面用基準(zhǔn)B表示。夾具設(shè)計(jì)要求兩V型塊的定位面必須與工件保持完全接觸，同時(shí)又要保證兩平行度要求。這兩個(gè)平行度用一個(gè)雙點(diǎn)劃線所表示的標(biāo)準(zhǔn)芯棒來檢驗(yàn)。

要保證H、L和兩平行度，在夾具制造時(shí)，可先把兩V型塊做成斜面，并留足夠的磨加工余量的半成品，把V型塊拼裝到夾具體，用圓錐銷將V型塊和夾具體兩者固定，在工具磨床或?qū)к壞ゴ采弦訟、B為定位基準(zhǔn)，對(duì)V型塊90？斜面進(jìn)行磨削加工，以滿足H、L和兩平行度公差要求。

三、結(jié)語

通過上述四個(gè)實(shí)例可以看到，應(yīng)用裝配加工法的基本思路是，將夾具作為一個(gè)整體對(duì)待，對(duì)有位置精度要求的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)或定位結(jié)構(gòu)安排夾具組裝后進(jìn)行加工，以最大限度地減少各元件之間的累積誤差，以提高夾具制造精度。

此外，裝配加工法也常應(yīng)用于車夾具和磨夾具制造過程，用來獲得車床、磨床夾具的回轉(zhuǎn)定位元件表面與安裝基準(zhǔn)面之間的位置精度。

在應(yīng)用裝配加工法進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)制造時(shí)，必須熟悉裝配加工法制造工藝方面的特點(diǎn)，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸和形位公差標(biāo)注、夾具元件加工和技術(shù)條件制定等各方面適應(yīng)這一要求。

與傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)相比，用裝配加工法制造的夾具在圖樣設(shè)計(jì)方面有較大的區(qū)別，應(yīng)有四種設(shè)計(jì)圖樣：夾具總裝圖、夾具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)（如鉆套、鏜套等）裝配加工圖、夾具導(dǎo)向元件組裝前圖樣（也即半成品圖）、夾緊機(jī)構(gòu)和夾具體等產(chǎn)品圖。

同時(shí)使用這四種圖樣的目的是，為了防止夾具制造部門在夾具制造時(shí)，依然采用制成零件、組裝元件、調(diào)整精度的工藝線路，能對(duì)整個(gè)夾具制造過程起到相應(yīng)的指導(dǎo)和制約作用。
責(zé)任編輯：PSY