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、總裝后再使用機床上就地進行最終加工等方法,保證夾具的工作精度。在夾具設計時必須認識到夾具制造的這一工藝特點,否則很難在結(jié)構(gòu)設計、技術(shù)條件制訂等方法做到恰當、合理,以致給制造、檢驗、裝配、維修帶來困難。為了使所設計的夾具在制造、檢驗、裝配、調(diào)試、維修等方面所花費的勞動量最少、費用最低,應做到整個夾具中,廣泛采用各種標準件和通用件,減少專用件。各種專用件的結(jié)構(gòu)應易于加工、測量;各種專用部件的結(jié)構(gòu)易于裝配、調(diào)試、維護。
夾具結(jié)構(gòu)應便于拆卸、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)。
當無凸緣襯套類型零件壓入不通孔時,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,應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),為了解決這一問題,可在零件1上預先加工一供擰出螺母2用的孔(圖b)。
此外,夾具結(jié)構(gòu)的設計應注意加工的工藝性,如留出必要的空刀槽,留出加工時刀具的引進位置,減少加工面積,避免在斜面上鉆孔等。
夾具的結(jié)構(gòu)應便于進行測量與檢驗
在規(guī)定夾具某些位置精度要求時,必須同時考慮相應的測量方法,否則技術(shù)要求有時無法實現(xiàn)。而應用工藝孔常是解決測量問題的有效方法。如圖7-15(c)所示,工件上被加工孔與基準孔傾斜21°,它與作為第二定位基準的基準孔間距離為L2,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。
夾具裝配時鉆套軸心線與圓柱定位銷軸心線呈21°這一要求,因無法測量不能保證。此時,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°
在夾具總圖上應標注的檢驗尺寸為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。在工藝中穿入測量心棒,x與a均可準確測量,故可保證較高的角度精度。
應用工藝孔時應注意:工藝孔的位置應便于加工和測量,并盡可能在夾具體上。為簡化計算,工藝孔一般做在工件的對稱軸線上,或使其軸心線通過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等標準尺寸。
夾具的結(jié)構(gòu)應便于用調(diào)整、修配法保證裝配精度
用調(diào)整、修配法保證裝配精度,是通過移動夾具某一元件或部件、在元件或部件間加入墊片,對某一元件進行修磨加工等方法達到裝配精度。因此要求夾具中的某些元件、部件具有調(diào)節(jié)的可能性,補償元件應留有一定的余量。此外還要求裝配基準位置保持不變的情況下,有對其他元件進行調(diào)整或修配的可能性。
如圖7-13所示的鉆模,裝配時要求保證的精度為: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到0.03-0.04mm,故無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、螺釘緊固的可移動式結(jié)構(gòu)形式(圖7-13b),就可以通過精細調(diào)整來保證上述技術(shù)要求。即先用螺釘將定位銷座初步達到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)整的方法達到中心距的精度要求。這時雖然增加了裝配時的調(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,也可對用螺釘固定在夾具上的支承板進行修磨,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。如果支架2與底座7鑄成一體,支架上的孔已經(jīng)過精加工,則必須以支架上的孔6為裝配基準,安裝支承板3和定向鍵5.這樣會給裝配工作帶來很多困難。如果支架2與底座7采用裝配式結(jié)構(gòu),并預先加工好,則可以選取底座7的底面為裝配基準。這時先裝好定向鍵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。支架設計成裝配式的,在預裝時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。