保证机床夹具制造精度的五种工艺方法
保证机床夹具制造精度的五种工艺方法
1、设计完的夹具不知道如何制造；
2、夹具图样中提出的位置精度、尺寸精度，通过何种手段来保证实现；
3、夹具是单件制造，按常规产品设计套路给夹具精度保证带来无穷的麻烦；
4、 精度保证方法是夹具方案设计首要解决问题。
夹具制造工艺特殊性
使用夹具首要目的：保证机械加工零件尺寸（形状）精度及位置精度。
工件制造精度因素：除机床和刀具因素外，机床夹具要到达设计精度的要求。
夹具制造传统工艺：绝大多数依然采用装配调整法，这种夹具制造过程像普通机械制造那样，先按零件图制造出所有零件然后组装，最终夹具精度是靠设法调整或修磨某个元件位置或尺寸来实现。
夹具传统制造缺点：从实践运用角度看，这样难以满足装配图提出的各种尺寸及形位公差要求。
因此，要保证夹具制造精度，必须采取特殊的工艺方法。下面五种工艺方法保证机床夹具精度。
一、夹具制造方法一：成组加工法
方法定义：是指在加工夹具元件时，一次同时加工出多个元件上相同的结构要素，这些结构要素通常是几何尺寸或截面形状、彼此之间的相对位置。相同加工条件，使夹具元件的质量和互换性容易得到保证，从而可提高夹具整体的制造精度。
方法分类：根据制造方法不同，可将成组加工可分为“合对加工”和“镜像加工”两种具体工艺方法。
合对加工：是指夹具中凡成对的元件均采用“合磨”、“合镗”、“合钻”、“合绞”等方式进行成对加工，以消除工件间的尺寸误差和位置偏差。
实际应用：定位销的配制、导向孔的镗削、等高块的磨削等。
镜像加工法：指对一些具有对称结构的夹具元件，可以以其对称面为界，先加工出双倍长度，并加适当余量的工件，然后沿对称面切断，再经适当加工后，利用镜像原理将两对称件组合成形，以消除对称度误差。
案例举例：V 型定位块功能设计上，具有自动对中作用，二个工作斜面的对称度精度要求很高。V型块传统制造方法，一般是整体制造，两斜面的最终精加工，常在平面磨床利用精密正弦夹具和V型导磁铁完成。但这种加工方法很难保证V型对称度达到理想状态。
实际应用：用镜像加工法时，先将V 型块先制成图（a)所示的半成品单体，沿对称面截断后，加工出螺孔，再按图（b）所示，用定向键和联接螺栓组装成组合式V 型块。
工艺特点：无需高度精度机床，而只需借助普通机床，V型块的对称度就能可以达到很高精度。
主要用途：用于具有对称性结构或多件重复的夹具元件的制造。
二、夹具制造方法二：临床加工法
方法定义：就是使用该夹具的机床切的削功能去切削另一个部件，以消除彼此之间的位置误差，保证各部件占据理想的位置，从而提高夹具制造精度方法。
工艺特点：使用该夹具的机床来进行最终加工来保证夹具精度。
主要用途：用于夹具的定位元件加工过程，机床组装中用来保证机床最终精度。
典型应用：磨床磨外圆轴类夹具和磨内表面夹具， 车床的芯轴类夹具、铣床的工作台面、平面磨床的电磁吸盘。
工艺长处：消除夹具的制造、装配、安装各环节的误差，最终获得极高的精度。
使用条件：临床加工法，只有具备临床加工条件的机床才能使用。
图样设计：设计人员要求使用这种工艺方法来设计夹具时，应在夹具总图上注明“按图样尺寸留精加工余量到使用机床上最终加工”。
三、夹具制造方法三：找正固定法
找正固定法：先找正后固定的方法，通常采用通用量具。
应用举例：V型定位块找正固定，定向键定位槽和V型固定块上螺栓安装已加工 。
方法过程：用百分表找正芯轴的上母线和测母线，使芯轴分别与定向键面（T槽侧面）及夹具安装基准面平行。找正过程要反复的调整和修磨。找正完成后，拧紧螺钉，钻铰固定销孔，并打入固定销。
工艺特点：找正的精度取决于工人的技术水平、量具、测量基准的精度保证。
四、夹具制造方法四：过渡基准法
在夹具设计中经常遇到斜孔和要求较高的斜面，由于加工设备的限制，需将斜孔、斜面处于垂直或水平位置，以便于加工。
由于测量技术上的困难，加工时无法直接测量和控制其尺寸，因此要设置工艺基准孔作为过渡基准，把这些需要控制的尺寸转化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控制，间接保证工件设计尺寸的要求。这种工艺方法称为过渡基准法，在夹具制造实践中的应用。
如上图，在确保尺寸h和K的前提下,只要保证对刀块工作面到工艺基准孔O轴线X，便可保证长边尺寸L的加工要求。
此外，在精密龙门坐标镗床上加工某些大型的镗模时，取工艺基准孔作过渡基准，是一种经常采用的行之有效的工艺方法。
这种方法可使镗模整体装配后，依次从镗模两端分别加工出有较高同轴度精度的导向孔。当水平镗头加工好一端模板上的导向孔后，利用垂直镗头分别在两端模板上加工出两工艺基准孔，工艺基准孔的中心应与已加工出的导向孔的中心线垂直相交。
将镗模调头，并在工艺基准孔里装配工艺圆柱销，垂直镗头上装夹千分表，并在梁柱上往返移动来校正两端工艺圆柱销的中心位置。校好固定后，便可加工该端模板上的导向孔。因夹具是整体装配后加工的，所以这种方法可保证较高的同轴度。
五、夹具制造方法五：装配加工法
设计要求：钻套内孔φd1的中心轴线对安装基准面A的垂直度，和对V型定位块中心平面的位置度精度。
工艺过程：在坐标镗床上，找正V型定位块的中心平面，夹具装配后拧紧蝶形螺母，在钻模板上镗衬套底孔。
工艺特点：靠坐标镗床的精度，直接保证夹具所要求的位置精度。是保证钻套中心轴线和夹具安装基准面垂直度有效的方法。所用钻镗类夹具的导向套底孔，都是采用这种工艺方法加工的。
设计要求：两个V型块的位置由高度尺寸H、水平尺寸L来决定，两定向键侧面用基准B表示。夹具设计要求两V型块的定位面必须与工件保持完全接触，同时又要保证两平行度要求。
工艺过程：要保证H、L和两平行度，在夹具制造时，可先把两V型块做成斜面，并留足够的磨加工余量的半成品，把V型块拼装到夹具体，用圆锥销将V型块和夹具体两者固定。
在工具磨床或导轨磨床上以A、B为定位基准，对V型块90º斜面进行磨削加工，以满足H、L和两平行度公差要求。
注意事项：
1、在应用装配加工法进行夹具设计制造时，必须熟悉装配加工法制造工艺方面的特点，并在结构设计、尺寸和形位公差标注、夹具元件加工和技术条件制定等各方面适应这一要求。
2、与传统夹具设计相比，用装配加工法制造的夹具在图样设计方面有较大的区别，应有四种设计图样：夹具总装图、夹具导向结构（如钻套、镗套等）装配加工图、夹具导向元件组装前图样（也即半成品图）、夹紧机构和夹具体等产品图。
3、同时使用这四种图样的目的是，为了防止夹具制造部门在夹具制造时，依然采用制成零件、组装元件、调整精度的工艺线路，能对整个夹具制造过程起到相应的指导和制约作用。
