論機床夾具與零件加工精度的關系

魏桂紅

摘 要：通過分析現階段機床夾具生產特征，發現機床夾具與零件加工精度之間存在密切關聯。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系，以期為相關工作人員提供理論性幫助。

關鍵詞：機床夾具;零件加工;精度

前言：

隨社會經濟及科技技術發展速度不斷加快，各領域對零部件加工質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，可為后續零件加工工作提供重要參考依據。但是目前來看，在機床夾具設計過程中存在尺寸及公差標注不清晰，后續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

機床夾具是零部件加工制造期間的重要結構，夾具運行效果可直接影響到零部件加工效率。通過設計出結構合理的機床夾具，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常會出現誤差問題，此些誤差問題與零件加工精度密切相關，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節，不同環節均會影響到刀具以及工件正確位置，導致零部件出現加工誤差問題。在實際生產過程中，與夾具有關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容。結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。如果發現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。基準位移誤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，以外圓或內孔定位的誤差就會出現。

從對刀誤差角度分析，該誤差主要就是對刀或導向元件位置不精準而出現的加工誤差。對刀導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，則還有可能存在轉角誤差。

從夾具誤差角度分析。該誤差主要是由于夾具內各元件、裝置及定位基面位置不精準導致。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、導向元件尺寸誤差值、導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、回轉分度誤差兩種類型。在實際生產過程中，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系

夾具總圖主要用于表示夾具運行原理、各裝置結構之間的互相關聯。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。在設計夾具結構方案時，可以針對工件定位、夾緊、對刀及夾具機床安裝結構、總體布局等方式選擇結構設計方案內容。

設計初期應當結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，在鉆孔處需要設置5毫米孔。在實際加工過程中，鉆孔軸線至端面的距離應當控制在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構與尺寸劃分

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。總加工誤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，床體夾具結構尺寸可以從根本上零部件加工水平，確保零部件加工質量和效率與預期目標相當。

4、機床夾具設計要點

為從根本上發揮出機床夾具在保障零部件加工精度中的積極作用，還需要優化夾具設計思路，著重分析零件加工要求，在實際加工過程中控制自由度。依照相關工藝原理，確定定位基準以及加緊件的分布情況。結合甲夾具配重，工作將連接部位，確定夾具結構，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，應當結合結構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，結合此些因素設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。

在基于機床夾具結構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定位自身表面上的定位點。

4.2夾具的夾緊機構設計

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

如果夾具為手動結構，還需要確保夾緊機構具有自動鎖住功能。如果夾具為機動時結構，夾緊機構處應當配備連鎖保護裝置。夾緊機構必須具備安全、可靠、便捷、高效的優勢。同時，夾緊裝置的復雜度及其自動化水平應當滿足零部件加工要求，避免夾緊機構出現質量問題對零部件加工質量造成嚴重不利影響。

總結：

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期目標相當，還需著重加強機床夾具管控力度。現有機床夾具種類增多，誤差問題更為復雜，應配合使用適宜的誤差計算方式，不斷優化夾具設計方案，確定適宜的夾具元件參數值，確保機床夾具能夠切實滿足加工要求。

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