成組夾具的設計與應用

    成組技術是近年來國內(nèi)外機械制造領域內(nèi)得到迅速發(fā)展的一種作業(yè)方式。而成組夾具則是按成組技術原理，在零件分組的基礎上，針對一組(或幾組) 相似零件的一道(或幾道) 工序設計的夾具。它具有專用夾具的若干特點，又具有對工件特征在一定范圍內(nèi)變化的適應性。這在目前爭奪國際市場，使產(chǎn)品不斷升級換代，特別是能使產(chǎn)品多品種、中小批量生產(chǎn)得到大批量生產(chǎn)的效果上，有著不可比擬的優(yōu)勢。

1 零件的分析與分組

    如某廠生產(chǎn)的交、直流電動機、發(fā)電機機殼，由于結構簡單，采用10號無縫鋼管加工而成。此道工序為半精車內(nèi)孔，其品種有12種之多。軸向長度尺寸最大為182+0.23，最小為90+0.18：止口定位尺寸最大為Ø132-0.087，最小為Ø71-0.046，軸向止口長度一律為3。由于尺寸段相距較遠，軸向長度考慮壓板尺寸，將其分為兩組。第Ⅰ組軸向長度從90～135，第Ⅱ組為140～182，止口定位尺寸由于需更換定位元件不再分組。把這類使用機床、夾緊方式、加工內(nèi)容相同的零件挑選出來，形成所需要的成組工序.

2 成組夾具的結構設計

    成組夾具設計與專用夾具的設計方法相似，但具有一定的針對性，是為加工某些幾何形狀相似，工藝過程和定位夾緊相似的零件而設計的。設計時仍然需要選擇合理的定位基準、定位零件：選擇合適的夾緊力、夾緊零件：設計好合理的基本件。

2.1 定位基準與定位元件的選擇制定

    設計方案時需選擇合理的定位基準、定位零件。以圖1工件為例，Ø102-0.07處止口為定位基準，止口平面為輔助定位。夾具采用定位盤定位，這樣定位基準與設計基準重合，無基準不重合誤差。

2.2 夾緊零件與夾緊力的選擇

    夾緊力的選擇，除夾緊力方向和作用點外，還要使工件產(chǎn)生盡可能小的夾緊變形，這是選擇夾緊零件和夾緊力的主要因素。此例采用壓板壓緊，夾緊力方向平行工件外圓母線，夾緊牢靠，工件保持正確位置，既防止了薄壁零件裝夾變形，又滿足了成組的要求。

2.3 夾具基本的要求

    夾具機體是成組夾具的基礎，在設計夾具機體時，除應保證結構合理外，還應保證夾具機體有足夠的剛度，而且在可能的范圍內(nèi)，力求能加工零件組的全部。對其基體件還應根據(jù)相似件形狀、尺寸、精度，毛坯種類及其工藝方法來確定基本件形狀、尺寸，以滿足加工所有相似件的要求。該基本件與其它夾具零件組成的夾具結構緊湊，操作方便，更換零件容易，可以加工不同產(chǎn)品的相似件,通過它組成半精車內(nèi)孔成組夾具可以完成加工不同產(chǎn)品的機殼內(nèi)孔。

2.4 機殼成組夾具結構

    機殼成組夾具由基本件、調換件、標準件三部分組成。

    該夾具由基本件與機床連接，使用機床可視具體情況而定。為保證工件軸線與機床軸線相重合，使用法蘭盤(過渡件) 與機床內(nèi)錐孔配合，完成定位。與夾具定位則依靠基本件上的外止口(本例為Ø240處) ，準確定位后，予以軸向鎖緊。

    夾緊采用雙壓板球絞壓緊，由大拉桿1帶動兩個小拉桿2來完成。兩小拉桿做為調換件，以適應分段兩組中不同軸向長度的需要。

3 成組夾具的誤差分析及解決辦法

3.1 機床回轉中心與夾具安裝不同軸

    此時，夾具在機床上定位脫離理想狀態(tài)，造成安裝誤差。解決辦法:可在車床上重車一次定位盤止口，保證定位盤中心和機床主軸中心同軸度>0.015。

3.2 工件在夾具上定位 

此時，定位脫離理想位置，產(chǎn)生加工偏差。產(chǎn)生的原因如下:

定位零件制造超差：

工件與定位零件間定位面間隙太大，或定位零件與機床主軸不垂直。

解決辦法:

確保零件制造精度，定位盤與基體件的配合可按公差等級5級或6級精度。

夾具基體件上與定位零件的配合面需在機床上精車，以確保定位零件安裝后，處于正確位置。見前頁圖2中Ø120H6及其端面A，并保證尺寸公差和精度要求。

定位盤內(nèi)孔尺寸，取工件止口部分最大極限尺寸Ø210作為基本尺寸，為提高定位精度，定位盤與止口部分的配合取G7/h7。

4 結束語

    目前，成組夾具和組合夾具在車床、銑床、鉆床、磨床上得到推廣應用。開展成組夾具的設計和應用，對保證產(chǎn)品質量，縮短生產(chǎn)準備周期，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益起到了積極作用，對我國工業(yè)發(fā)展將起到良好的推動作用。