在機(jī)械加工過(guò)程中夾具的使用非常廣泛，它是降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、擴(kuò)大機(jī)床的工業(yè)范圍、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的重要手段。夾具的使用狀況如何，在某種意義上反映了生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定程度。零件的加工誤差實(shí)際上是機(jī)械加工系統(tǒng)綜合誤差的反映，它不僅包括夾具的制造誤差，還包括機(jī)床誤差、刀具誤差、工件的定位誤差，就其誤差的組成和誤差的可控性來(lái)說(shuō)，夾具的誤差就顯得較為重要。為了保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，使零件的誤差控制在合理的范圍內(nèi)，夾具磨損到什么程度必需進(jìn)行修復(fù)或報(bào)廢，亦即研究夾具磨損的極限偏差問(wèn)題及其誤差的分配就顯得十分有意義。
1 機(jī)床夾具磨損極限值計(jì)算準(zhǔn)則
- 綜合誤差d的計(jì)算
機(jī)械加工系統(tǒng)的綜合誤差是機(jī)床誤差、夾具制造誤差、刀具制造誤差、工件定位誤差的綜合反映。
機(jī)床誤差dz。車(chē)床主要包括：機(jī)床主軸徑向跳動(dòng)和機(jī)床主軸端面跳動(dòng)，用dz1表示：車(chē)床絲杠螺距綜合誤差，即螺距累積誤差和絲杠兩軸承中心線(xiàn)對(duì)床身導(dǎo)軌不等距度的綜合誤差，用dz2表示。dz1、dz2可查表1。鉆床主要是鉆軸工作臺(tái)垂直平行綜合誤差。立銑床主要是立銑床主軸中心對(duì)工作臺(tái)直平行綜合誤差。臥銑床主要是臥銑床的綜合誤差。插床主要是插床導(dǎo)軌對(duì)工作臺(tái)面不垂直誤差。
表1 車(chē)夾具制造允許誤差dj1，車(chē)床誤差dz1、dz2
尺寸范圍
L(mm) |
夾具制造
允許誤差
dj1
(µm) |
車(chē)床誤差dz1、dz2(µm)、零件公差d1或2d1(µm) |
| ≤0.08 |
>0.08～0.20 |
>0.20～0.30 |
>0.30～0.40 |
>0.40 |
| dz1 |
dz2 |
dz1 |
dz2 |
dz1 |
dz2 |
dz1 |
dz2 |
dz1 |
dz2 |
| 1～10 |
7 |
1 |
1 |
1.2 |
2 |
1.5 |
2.5 |
2 |
5 |
3 |
10 |
| 10～20 |
20 |
1.5 |
2 |
1.8 |
3 |
2 |
4 |
3 |
10 |
5 |
15 |
| 20～30 |
30 |
2 |
4 |
2.5 |
5 |
3 |
6.5 |
5 |
15 |
7 |
20 |
| 30～50 |
48 |
2.5 |
7 |
3 |
8 |
4 |
10 |
7 |
20 |
9 |
25 |
| 50～80 |
80 |
4 |
10 |
5 |
12 |
6.5 |
16 |
8 |
25 |
10 |
40 |
| 80～120 |
120 |
6 |
15 |
8 |
20 |
10 |
25 |
15 |
35 |
20 |
50 |
| 120～150 |
160 |
10 |
20 |
12 |
30 |
14 |
35 |
20 |
40 |
25 |
55 |
| 150～200 |
200 |
12 |
30 |
15 |
40 |
17 |
45 |
25 |
50 |
30 |
70 |
| 200～300 |
300 |
15 |
40 |
20 |
50 |
25 |
65 |
35 |
75 |
40 |
90 |
| 300～500 |
480 |
20 |
55 |
30 |
65 |
40 |
100 |
50 |
110 |
60 |
150 |
| 500～1000 |
230 |
40 |
70 |
50 |
85 |
75 |
180 |
90 |
200 |
100 |
250 |
夾具制造誤差dj。夾具制造誤差由dj=dj1+dj2+dj3+dj4+dj5+dj6構(gòu)成。其中：dj1為夾具制造允許誤差，對(duì)車(chē)夾具來(lái)說(shuō)是彈性?shī)A頭夾口與主軸不同軸度誤差，可查表1(表中L 按(d1+d2)/2計(jì)算，d1為彈性?shī)A頭夾口直徑，d2為主軸直徑)：dj2為夾具的形狀位置誤差：dj3為對(duì)刀裝置極限偏差：dj4為塞尺的極限偏差：dj5為夾具定位表面極限偏差：dj6為鉆套軸與襯套孔的綜合誤差。
刀具誤差dd。立銑床用的棒形銑刀主要是刀具的徑向擺動(dòng)誤差：臥銑床用的盤(pán)狀銑刀主要是刀具的徑向跳動(dòng)和端面擺動(dòng)綜合誤差：鉆孔用鉆頭主要是鉆頭直徑的制造公差。
工件的定位誤差dg。
表2 其它誤差dq
尺寸范圍
(法蘭盤(pán))D
(mm) |
92 |
130 |
165 |
195 |
210 |
270 |
340 |
其它誤差dq
( µm) |
36 |
42 |
42 |
47 |
47 |
52 |
52 |
其他誤差dq。車(chē)床是指車(chē)床法蘭盤(pán)的定位軸與夾具定位孔的間隙誤差的綜合值，可查表2：銑床是指銑床法蘭盤(pán)的端面跳動(dòng)和不同軸的綜合誤差。
實(shí)用綜合誤差計(jì)算公式
在實(shí)際加工過(guò)程中，各項(xiàng)誤差可能會(huì)互相覆蓋，也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值。為了便于計(jì)算，根據(jù)加工過(guò)程實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)，將各項(xiàng)誤差先算術(shù)平均，再乘修正系數(shù)k，從而得到實(shí)用的綜合誤差計(jì)算公式
其中：k的取值范圍一般為k=0.7～0.8。
夾具磨損極限值dm的確定
夾具磨損極限值應(yīng)根據(jù)零件技術(shù)要求的尺寸偏差和零件在夾具上加工產(chǎn)生的誤差而定。如果用d1表示零件允許的尺寸誤差，則夾具磨損極限值dm可用下式表達(dá)
磨損極限值dm的分配
如果夾具上數(shù)個(gè)零件的磨損都會(huì)影響加工精度時(shí)，應(yīng)該把磨損極限值dm進(jìn)行合理的分配。分配時(shí)要考慮夾具的結(jié)構(gòu)要求、夾具零件的耐磨性以及夾具零件磨損對(duì)加工誤差影響的程度。設(shè)可分配總值為dk，夾具零件磨損分配值為dk1，dk2，dk3，……，dkn，則
| dk=dk1+dk2+dk3+……+dkn |
(3) |
夾具磨損可分配值dk應(yīng)小于夾具磨損極限值dm。此時(shí)，精度儲(chǔ)備為db
一般情況下，dk應(yīng)滿(mǎn)足下式
夾具磨損的調(diào)整
為了保證零件在夾具中的加工精度，計(jì)算時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足如下不等式
如果式(5)不能滿(mǎn)足，且d≥d1，應(yīng)從下述三方面進(jìn)行調(diào)整：
夾具制造誤差太大在可能的情況下減少制造誤差。
夾具結(jié)構(gòu)不合理改變夾具的結(jié)構(gòu)。
零件尺寸偏差過(guò)小在可能的情況下與設(shè)計(jì)和工藝人員協(xié)商加大零件的尺寸偏差。
2 結(jié)語(yǔ)
機(jī)械加工誤差是加工系統(tǒng)誤差的綜合反映。實(shí)用綜合誤差公式對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐有一定的參考價(jià)值。夾具磨損極限偏差的分配應(yīng)考慮夾具零件的耐磨性、重要性等綜合因素，具體問(wèn)題具體分析。夾具應(yīng)留有精度儲(chǔ)備。
