确保夹具精度的五种方法

夹具设计中的疑点

1. 不知道如何制造设计的夹具。
2. 夹具图纸中提出的位置精度和尺寸精度，如何保证实现。
3. 夹具采用单件制造，按照常规产品的设计套路给夹具精度带来无穷无尽的麻烦。
4. 精度保证法是治具设计问题的首要解决方案。

夹具制造工艺的特殊性

使用夹具的主要目的：保证加工零件的尺寸（形状）精度和位置精度。

工件制造精度因素：除机床和刀具因素外，机床夹具必须满足设计精度要求。

传统夹具制造工艺：绝大多数仍采用装配调整法。这种夹具制造过程就像普通的机械制造一样。所有零件均根据零件图制造，然后组装。最终的夹具精度取决于试图调整或磨削某个部件的位置。或大小来实现。

传统夹具制造的缺点：从实际应用来看，难以满足装配图的各种尺寸和形状公差要求。

因此，要保证夹具制造的精度，必须采用特殊的工艺方法。以下5种工艺方法保证了工装夹具的精度。

1.分组处理方法

方法定义：

是指在加工夹具元件时，同时在多个元件上加工相同的结构元件。这些结构元素通常是几何尺寸或横截面形状，以及彼此之间的相对位置。相同的加工条件，容易保证夹具部件的质量和互换性，从而提高夹具的整体制造精度。

方法分类：

根据制造方法的不同，成组加工可分为“对加工”和“镜像加工”两种具体加工方法。

配对处理：

是指夹具中所有成对的零件，通过“组合磨”、“组合镗”、“组合钻孔”、“组合绞”等方式成对加工，消除工件之间的尺寸误差和位置偏差。

实际应用：

定位销的准备、导向孔的钻孔、轮廓块的磨削等

镜像处理方式：

指一些具有对称结构的夹具元件，可以以对称面为界，先加工双倍长度，加上等量余量的工件，再沿对称面切割，再加工后，利用镜像原理将两个对称的部分组合起来，消除对称性误差。

案例

在V型定位块的功能设计上，具有自动定心功能，两个工作斜面对称的精度非常高。 V型块的传统制造方法一般是整体制造。两个斜面的最终精加工通常在平面磨床上使用精密正弦夹具和 V 形导磁体完成。但这种处理方法非常准确，保证了V型对称性达到理想状态。

实际应用：

使用镜像加工方法时，先将V型块做成如图（a）所示的半成品单体，沿对称平面切割，加工出螺丝孔，然后使用如图所示的方位图（b）。键和连接螺栓组装成组合V型块。

工艺特点：

不需要高精度的机床，只有借助普通机床，V型块的对称性才能达到非常高的精度。

主要用途：

用于制造对称结构或多件重复的夹具元件。

2.临床处理方法

方法定义：

就是利用夹具机床的切削功能，切削另一个零件，消除彼此之间的位置误差，保证各零件占据理想的位置，从而提高加工中心的精度。

工艺特点：

使用夹具的机床进行最终加工，保证夹具精度。

主要用途：

用于夹具定位元件的加工过程中，用于保证机床在机床装配中的最终精度。

典型应用：

磨床磨外圆轴类夹具和磨内表面夹具，车床心轴式夹具，铣床工作台，平面磨床电磁卡盘。

技术优势：

消除夹具制造、装配和安装过程中的误差，最终获得极高的精度。

使用条件：

临床加工方法，只有具备临床加工条件的机床才能使用。

图案设计：

当设计者要求采用这种工艺方法设计夹具时，应在夹具总图上注明“根据花样尺寸预留精加工余量到机床上进行最终加工”。

3.对齐固定方法

先对位后固定的方法，一般采用通用量具。

应用示例：

V型定位块对齐固定，v型固定块上方向键定位槽和螺栓安装加工完成。

方法流程：

用百分表对准芯棒的上母线和测量母线，使芯棒平行于方向键面（T型槽侧）和夹具安装基准面。对位过程需要反复调整和打磨。对位完成后，拧紧螺丝，钻铰链固定销孔，打入固定销。

工艺特点：

对中的准确度取决于工人的技术水平、量具的准确度以及测量基准的准确度。

4.过渡基准法

夹具设计中经常会遇到要求较高的斜孔和斜面。由于加工设备的限制，斜孔和斜面必须放置在垂直或水平的位置，以方便加工。

由于测量技术的难度，在加工过程中无法直接测量和控制其尺寸。因此，需要设置工艺参考孔作为过渡参考，将这些需要控制的尺寸转换为可以直接测量或控制的工艺尺寸。

通过对转化后的工艺尺寸的控制，间接保证了工件设计尺寸的要求。这种工艺方法称为过渡参考法，已广泛应用于夹具制造实践中。

如上图所示，在保证尺寸h和K的前提下，只要保证刀块工作面与工艺基准孔O的轴线X一致，长边尺寸L的加工要求可以保证。

另外，在镗床上加工一些大型镗模时，以工艺基准孔为过渡基准是一种常用的有效工艺方法。

采用这种方法，在将镗模组装成一个整体后，可以从镗模的两端依次加工出同轴度精度更高的导向孔。水平镗头加工完模板一端的导向孔后，用立式镗头在模板两端加工两个工艺基准孔。加工基准孔中心应与加工导向孔中心线垂直。

转动镗模，将工艺圆柱销装配在工艺基准孔内，将千分表夹在立式镗头上，前后移动横梁以校正工艺圆柱销的中心位置。两端。校准固定后，即可加工端模板上的导向孔。由于夹具是整体组装后加工的，这种方法可以保证较高的同轴度。

5.装配加工方法

设计要求：

钻套内孔φd1中心轴线与安装基准面A的垂直度，V型定位块中心面的位置精度

制作过程：

在坐标镗床上，对准V型定位块的中心平面，组装后拧紧蝶形螺母，在钻孔模板上钻出衬套底孔。

工艺特点：

依靠坐标镗床的精度，直接保证了夹具所需的位置精度。是保证钻套中心轴线与夹具安装基准面垂直度最有效的方法。所用钻镗夹具的导套底孔采用这种工艺方法加工。

设计要求：

两个V形块的位置由高度尺寸H和水平尺寸L确定，两个方向键的边用参考B表示。夹具设计要求两个V形块的定位面必须与工件充分接触，同时保证两个平行度要求。

进程：

为保证H、L及两者的平行度，在制作夹具时，可先将两个V型块做成斜角，并留出足够的半成品并留有磨削余量，组装好V型块到夹具混凝土。锥形销固定V形块和夹体。

在工具磨床或轨道磨床上，以A、B为定位基准，磨削V型块的90°斜面，满足H、L及两个平行度公差的要求。

备注

1. 在应用装配加工方法进行夹具设计制造时，必须熟悉装配加工方法的制造工艺特点，并在结构设计、尺寸和形状公差标记等各个方面满足这一要求，夹具部件加工及技术条件制定。
2. 与传统的治具设计相比，采用装配加工方式制造的治具在花样设计上有很大的不同。应有四种设计模式：夹具装配图、夹具导向结构（如钻套、镗套等）装配图、加工图等产品图纸、夹具导向元件（即半成品）的预装配图、夹紧机构和夹紧细节。
3. 同时使用这四种模式的目的是为了防止治具制造部门在治具制造过程中仍沿用制件、组装元件、调整精度的工艺流水线，从而引导和制约治具制造的整个过程.