論機床夾具與零件加工精度的關(guān)系

魏桂紅

摘 要：通過分析現(xiàn)階段機床夾具生產(chǎn)特征，發(fā)現(xiàn)機床夾具與零件加工精度之間存在密切關(guān)聯(lián)。通過在機床夾具上標注尺寸及公差，借助加工精度校核手段，可從根本上提升夾具設(shè)計方案的可行性。本文就針對此，以機床夾具加工誤差為切入點，提出加工精度計算及夾具總圖尺寸、公差標注方式，剖析機床夾具與零件加工精度之間的關(guān)系，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：機床夾具;零件加工;精度

前言：

隨社會經(jīng)濟及科技技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，各領(lǐng)域?qū)α悴考庸べ|(zhì)量及精度提出了更高要求。通過在機床夾具圖紙上標注公差、尺寸，可為后續(xù)零件加工工作提供重要參考依據(jù)。但是目前來看，在機床夾具設(shè)計過程中存在尺寸及公差標注不清晰，后續(xù)零部件裝配圖效果不佳等問題，致使零件加工精度始終處于有待提升階段。

1、機床夾具誤差在零件加工中的表現(xiàn)

機床夾具是零部件加工制造期間的重要結(jié)構(gòu)，夾具運行效果可直接影響到零部件加工效率。通過設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理的機床夾具，能夠從根本上提升零件加工期間的勞動生產(chǎn)力，進一步控制實際加工成本，增強機床運行效率。受到各類因素影響，機床夾具運行期間經(jīng)常會出現(xiàn)誤差問題，此些誤差問題與零件加工精度密切相關(guān)，通過分析不同誤差值，制定出專項可行的零件加工管控機制。

在機床夾具中，主要涉及機床、夾具刀具及工件等環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)均會影響到刀具以及工件正確位置，導(dǎo)致零部件出現(xiàn)加工誤差問題。在實際生產(chǎn)過程中，與夾具有關(guān)的誤差主要包括定位誤差、對刀誤差、夾具在機床處的安裝誤差、夾具誤差等多種類型。零部件在夾具加工過程中，加工誤差及關(guān)系較為密切。

從定位誤差角度分析，因為誤差主要包括基準不重合誤差、基準位移誤差兩項內(nèi)容。結(jié)合工序圖上工序尺寸以及本工序選擇的定位基準，可以分析工序基準及定位基準的重合效果。如果發(fā)現(xiàn)工序基準與定位基準不重合的情況下，則需要在加工尺寸方向處標注尺寸公差?；鶞饰灰普`差實則就是定位基準加工尺寸方向上能夠變動的最大范圍，主要出現(xiàn)原因為定位副制作誤差、配合間隙，制造誤差等。在工件平面位置不存在基準位移誤差時，以外圓或內(nèi)孔定位的誤差就會出現(xiàn)。

從對刀誤差角度分析，該誤差主要就是對刀或?qū)蛟恢貌痪珳识霈F(xiàn)的加工誤差。對刀導(dǎo)向元件主要包括鉆套、鏜套。銑床夾具主要采用對刀塊，誤差為塞尺厚度的公差。

從安裝誤差角度分析，該誤差是夾具在機床上安裝位置不精準而導(dǎo)致的加工誤差。如果機床夾具安裝基面為平面，則車床夾具主要安裝在主軸前端，安裝誤差表現(xiàn)為夾具安裝孔與主軸間的最大間距。如果主軸與夾具之間采用過渡盤，安裝誤差則表現(xiàn)為過渡盤與主軸、夾具最大配合間隙;銑床夾具中的機床與夾具連接鍵為兩定位鍵。定位件的安裝誤差表現(xiàn)為定位件與工作臺T型槽之間的最大間隙。如果加工尺寸為兩定位鍵之外，則還有可能存在轉(zhuǎn)角誤差。

從夾具誤差角度分析。該誤差主要是由于夾具內(nèi)各元件、裝置及定位基面位置不精準導(dǎo)致。夾具誤差主要反映在定位元件安裝基準尺寸、位置誤差處。定位元件對刀、導(dǎo)向元件尺寸誤差值、導(dǎo)向元件相對安裝基準尺寸或位置誤差值也可反映在夾具誤差上。

從分度誤差角度分析。分度誤差主要就是最大分度值與最小分度值的差值。依照分度裝置劃分，可分為直線分度誤差、回轉(zhuǎn)分度誤差兩種類型。在實際生產(chǎn)過程中，定銷與分度套的最大間隙、定銷與固定套的最大間隙、分度盤孔距公差值真會影響到溫度誤差。由于這些影響因素均為獨立隨機變量，因此可以使用概率法疊加計算。

2、機床夾具總圖尺寸、公差標注與零部件加工精度之間的關(guān)系

夾具總圖主要用于表示夾具運行原理、各裝置結(jié)構(gòu)之間的互相關(guān)聯(lián)。在機床夾具運用過程中，需要切實滿足工件加工精度，并在夾具總圖上標注影響定位精度的尺寸、影響夾具機床安裝精度的尺寸等。在設(shè)計夾具結(jié)構(gòu)方案時，可以針對工件定位、夾緊、對刀及夾具機床安裝結(jié)構(gòu)、總體布局等方式選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計方案內(nèi)容。

設(shè)計初期應(yīng)當(dāng)結(jié)合零部件加工具體要求，事先繪制出加工草圖，并針對草叢中各部位尺寸進行精密計算。以某鋼套零件鉆孔能力，在鉆孔處需要設(shè)置5毫米孔。在實際加工過程中，鉆孔軸線至端面的距離應(yīng)當(dāng)控制在20±0.1毫米之間。鉆孔軸線對稱度為0.1毫米。同時，鉆孔需要與其左端的帶凸肩心軸定位。配合使用螺旋軸夾緊手段。在實際加工時雖然存在定位出現(xiàn)偏差問題，但鉆孔前工序切實增強了孔軸線垂直度。

在機床夾具圖紙中還涉及最大輪廓尺寸、夾具配合尺寸的數(shù)值。由于此些零部件之間的裝配要求不高，對機床夾具加工精度的影響不大。

3、加工精度較正及機床夾具結(jié)構(gòu)與尺寸劃分

在機床夾具加工期間，各加工誤差值均具有獨立性、隨機性特征?？偧庸ふ`差需要各誤差的概算疊加。通過計算出機床加工精度教練已經(jīng)，床體夾具結(jié)構(gòu)尺寸可以從根本上零部件加工水平，確保零部件加工質(zhì)量和效率與預(yù)期目標相當(dāng)。

4、機床夾具設(shè)計要點

為從根本上發(fā)揮出機床夾具在保障零部件加工精度中的積極作用，還需要優(yōu)化夾具設(shè)計思路，著重分析零件加工要求，在實際加工過程中控制自由度。依照相關(guān)工藝原理，確定定位基準以及加緊件的分布情況。結(jié)合甲夾具配重，工作將連接部位，確定夾具結(jié)構(gòu)，以及夾具剛度、鑄造工藝等。

4.1選擇適宜的定位元件

為保障定位方案合理性，還需要以定位概念入手，注重分析自由度限制情況。在夾具定位分析工作開展過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合結(jié)構(gòu)形狀定位元件限制工件的自由度。著重分析夾具定位軟件期間的工件定位基準及定位元件表面形狀、實際約束力、表面粗糙度以及接觸面積等影響因素，結(jié)合此些因素設(shè)置定位軟件選擇因子。工件定位基準主要分為平面、外圓柱面、圓柱孔、圓錐面等多種因素。由于基準表面特征不同，可以借助定位元件從根本上提升定位工作的精準度。

在基于機床夾具結(jié)構(gòu)表面特征選擇因子期間，還需要確保工件定位基準及定位元件表面特征相符。不僅如此，不同定位基準、布局定位元件的難易度不同，其表面特征值也存在較大差距。在選擇定位元件過程中，限制自由度不得小于相應(yīng)定位自身表面上的定位點。

4.2夾具的夾緊機構(gòu)設(shè)計

在機床夾具中，夾緊機構(gòu)的性能主要體現(xiàn)在定位工作中，為從根本上保障機床夾具運行水平，增強零部件加工精度，還需要在夾緊機構(gòu)設(shè)計過程中，要求夾緊處定位精準可靠。夾具及工件變形應(yīng)當(dāng)控制在適當(dāng)范圍之內(nèi)。夾緊機構(gòu)應(yīng)具備較高的安全可靠性，其剛度及強度應(yīng)符合實際設(shè)計標準。

如果夾具為手動結(jié)構(gòu)，還需要確保夾緊機構(gòu)具有自動鎖住功能。如果夾具為機動時結(jié)構(gòu)，夾緊機構(gòu)處應(yīng)當(dāng)配備連鎖保護裝置。夾緊機構(gòu)必須具備安全、可靠、便捷、高效的優(yōu)勢。同時，夾緊裝置的復(fù)雜度及其自動化水平應(yīng)當(dāng)滿足零部件加工要求，避免夾緊機構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題對零部件加工質(zhì)量造成嚴重不利影響。

總結(jié)：

總而言之，為從根本上保障零件加工精度，確保零件加工水平與預(yù)期目標相當(dāng)，還需著重加強機床夾具管控力度?，F(xiàn)有機床夾具種類增多，誤差問題更為復(fù)雜，應(yīng)配合使用適宜的誤差計算方式，不斷優(yōu)化夾具設(shè)計方案，確定適宜的夾具元件參數(shù)值，確保機床夾具能夠切實滿足加工要求。

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