专利名称：机床夹具三基准辅助平面精度控制方法
技术领域：
本发明属于机械制造的机床夹具精度的控制方法，特别涉及一种机床夹具三基准辅助平面精度控制方法。
背景技术：
随着汽车、内燃机、摩托车、轴承等行业的规模化发展，对机床夹具的设计与制造不断提出新的课题。机床夹具设计一般包括结构设计和精度设计，而人们常常习惯于侧重结构设计忽视精度设计。机床夹具结构设计理论已经日益成熟，无论是传统机械式夹具，还是液性塑料夹具或者是弹性夹具、真空夹具等，都已达到极高水平。而夹具精度设计一般采用三等分法，精度裕度较大，是一种既原始又粗糙的设计方法。然而，由于现代化加工技术逐渐普及和工件加工精度的提高，机床夹具设计的精度控制成为广为关注的课题。在机床、 工件、夹具和刀具综合工艺系统中，夹具精度直接影响加工精度，合理、完备地设置夹具项目是夹具保证零件加工精度的关键。基于结构设计夹具传统方法的精度控制主要是经验控制法，其基本原理为误差不等式，在实践中出现许多不可控制现象。一是在设计总图上按经验法标注的控制精度的测量项目及公差，给夹具的制造造成了很大的困难，不易或根本不能达到设计图样的要求。最常见的是夹具组合件的累积误差过大，超出了总图的精度要求。这样的夹具就无法按总图的要求制造出来。这类情况在夹具制造车间并不鲜见。二是虽然夹具按总图的要求制造出来了，但送往使用车间却加工不出或不能稳定地加工出合格的零件。这类情况在工厂中叫 “夹具调不出来”。调不出来的夹具虽然是极少量的，但它却反映出了经验控制法的又一严重缺点，即没有方法校核按经验制定的各项公差对工件工序公差的综合影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种机床夹具三基准辅助平面机床夹具控制方法，快速有效解决机床夹具机床夹具问题。本发明具体内容一种机床夹具三基准辅助平面精度控制方法，其特征在于以刀具速度方向平行， 与机床工作台面对应的夹具安装基面，第I辅助基准平面；通过刀具或夹具中心与第I基准面垂直的平面或线，第II辅助基准平面线；通过夹具某点与第I辅助基准平面和第II辅助基准平面垂直的平面，第III辅助基准平面；三基面体系控制法当工件安装在夹具上之后，把工件和夹具看做一个复合体整体对象来研究；工件的工序尺寸精度要求是制定控制尺寸的依据；控制复合体整体对象处于工件理想的加工位置做如下处理工件、夹具复合体安装在机床上对定后，把复合体即处于三基面体系之中；进行设计夹具，把工件的主要尺寸和形状用双点划线绘制在设计总图上，双点划线示出的工件视为透明体，不会挡住夹具上的任何线条；此时，工件、夹具总装图表达的即复合体；在夹具总装图上依据上述夹具精度测量项目即夹具上的定位、对刀及导向元件直接的对定义的三辅助基面提出尺寸和位置的精度要求；提出测量项目，其测量数值依据综合误差方程进行计算；三基准辅助基准平面确定精度方法车床夹具定位表面相对第I辅助基准平面的平行度、垂直度；钻床夹具相对第I辅助基准平面垂直度；铣床夹具定位表面或轴线对第I辅助基准平面的垂直度、平行度；车床夹具定位表面相对第II辅助基准平面线一夹具轴线或找正圆的同轴度、平行度和对称度；钻套轴线相对第II辅助基准平面线——定位表面或轴线的平行度、垂直度和对称度；铣床夹具对刀面对第II辅助基准平面线——定位表面的垂直度、平行度；铣床夹具定位表面对第III辅助基准平面一定位键侧面的平行度、垂直度。本发明特点及优点本机床夹具三基准辅助平面精度控制方法，提出精度设计为中心的原则是夹具精度控制项目确定需要以机床夹具(复合体)为设计对象，而定位元件、导向元件本身及相互位置精度直接影响通常所述的定位精度。以工件结构和加工精度为目标要求，以加工刀具和机床安装基准面为参考体，应用三基准辅助平面综合控制夹具精度，达到精度控制完整、 精度控制指标合理。精度控制定位元件、精度控制导向元件相对夹具安装基准的精度是工件和夹具整体对于机床或加工刀具的控制精度。
图1. 1是钻床夹具的辅助基面；图1. 2是钻床夹具的辅助基面；图2辅助基准平面相对示意图。图中1是第I辅助基准，II是第II辅助基准平面，III是第III辅助基准平面。第I辅助基准平面内确定夹具安装基面，它是以刀具速度方向平行，与机床工作台(面)对应的夹具安装基面。如图1. 1、1. 2所示钻夹具基准E、F。夹具使用在立式钻床上，加工杠杆臂上两个互相垂直的孔Φ 10、Φ 13。加工Φ 10孔第I辅助基准平面为F面，钻完孔Φ 10后翻转90° 加工Φ 13孔第I辅助基准平面为E面。第II辅助基准平面(线)，通常是通过刀具(或夹具)中心与第I基准面垂直的平面(或线)。如图1所示钻夹具基准G、H。一般在夹具中依据第II辅助基准平面(线) 标注刀具及其相关夹具组件如本图1钻套的定位尺寸和尺寸、位置精度、配合精度等，以保证夹具定位元件、导向元件本身及相互位置精度直接影响定位精度。3、第III辅助基准平面，通过夹具某点与第I辅助基准平面和第II辅助基准平面垂直的平面。如图2所示夹具辅助平面相对于机床、刀具关系示意。
具体实施例方式三基面体系控制法的思想是当工件安装在夹具上之后，把工件和夹具看做一个整体(复合体)对象来研究。工件的工序尺寸精度要求依然是制定控制尺寸的依据。而此时研究的问题是如何控制复合体对象处于工件理想的加工位置的项目与要求。
工件、夹具复合体安装在机床上对定后，复合体即处于三基面体系之中。进行夹具设计时，把工件的主要尺寸和形状用双点划线绘制在设计总图上，双点划线示出的工件视为透明体，不会挡住夹具上的任何线条，因此，工件、夹具总装图表达的即复合体。在夹具总装图上依据上述夹具精度测量项目即夹具上的定位、对刀及导向元件直接的不是间接的对定义的三辅助基面提出尺寸和位置的精度要求。所提测量项目具有完备性，其数值可以依据综合误差方程进行计算。常见三基准辅助基准平面确定精度项目车床夹具定位表面相对第I辅助基准平面的平行度、垂直度；钻床夹具相对第I辅助基准平面垂直度；铣床夹具定位表面(或轴线)对第I辅助基准平面的垂直度、平行度。车床夹具定位表面相对第II辅助基准平面(线)——夹具轴线(或找正圆)的同轴度、平行度和对称度；钻套轴线相对第II辅助基准平面(线)——定位表面(或轴线) 的平行度、垂直度和对称度；铣床夹具对刀面对第II辅助基准平面(线)——定位表面的垂直度、平行度。铣床夹具定位表面对第III辅助基准平面——定位键侧面的平行度、垂直度。主要应用三基准辅助基准平面夹具精度主要测量项目的应用1)按照加工零件工序精度要求设立夹具控制精度项目根据工件工序尺寸精度、 位置精度及表面质量要求，确定与工序精度关联的定位元件相对应的精度要求。特别要注意的是当加工尺寸为自由尺寸、位置尺寸无要求或加工角度无要求时，夹具上相应尺寸公差、位置公差及相应角度公差应有明确检测项目。依据工序精度设立的第II辅助基准平面 (线)夹具精度直接影响工件的定位精度，它是夹具精度的关键与核心。2)按照加工工序机床要求选定的夹具控制精度项目确定夹具在机床上的正确位置，保证刀具与工件加工相对正确相对运动，进而达到控制工件精度的要求。第III辅助基准平面内夹具精度一般还要设立夹具对机床的定位精度要求，如设立铣床定位键或设立夹具安装找正基面。在机床的连接方式上，确定配合精度、位置精度的要求。3)按照加工工序刀具要求设立夹具控制精度项目夹具对刀或导向装置对定位元件(第I辅助基准平面内)位置精度及其本身尺寸精度在检测项目上是不可或缺的。如使用铣刀加工，夹具通常采用标准塞尺和对刀块进行对刀，以对刀精度作为检测项目，保证夹具良好的加工精度。4)按照夹具制造与装配方案控制夹具控制精度项目定位元件或导向元件对夹具安装基准(第I辅助基准或第III辅助基准)的精度要求如定位孔(销)之间安装精度要求、倾斜面定位角度要求、与机床燕尾、锥面配合的夹具表面尺寸精度、位置精度。5)按照加工零件精度测量与检测方法设立夹具控制精度项目为保证不便测量设计尺寸，在成批、大量生产中设计专用工艺夹具，测量夹具尺寸代替零件尺寸，在此类夹具中设立精度控制项目往往以第I辅助基准为基础标注。
权利要求
1. 一种机床夹具三基准辅助平面精度控制方法，其特征在于以刀具速度方向平行， 与机床工作台面对应的夹具安装基面，第I辅助基准平面；通过刀具或夹具中心与第I基准面垂直的平面或线，第II辅助基准平面线；通过夹具某点与第I辅助基准平面和第II辅助基准平面垂直的平面，第III辅助基准平面；三基面体系控制法当工件安装在夹具上之后，把工件和夹具看做一个复合体整体对象来研究；工件的工序尺寸精度要求是制定控制尺寸的依据；控制复合体整体对象处于工件理想的加工位置做如下处理工件、夹具复合体安装在机床上对定后，把复合体即处于三基面体系之中；进行设计夹具，把工件的主要尺寸和形状用双点划线绘制在设计总图上，双点划线示出的工件视为透明体，不会挡住夹具上的任何线条；此时，工件、夹具总装图表达的即复合体；在夹具总装图上依据上述夹具精度测量项目即夹具上的定位、对刀及导向元件直接的对定义的三辅助基面提出尺寸和位置的精度要求；提出测量项目，其测量数值依据综合误差方程进行计算；三基准辅助基准平面确定精度方法车床夹具定位表面相对第I辅助基准平面的平行度、垂直度；钻床夹具相对第I辅助基准平面垂直度；铣床夹具定位表面或轴线对第I辅助基准平面的垂直度、平行度；车床夹具定位表面相对第II辅助基准平面线——夹具轴线或找正圆的同轴度、平行度和对称度；钻套轴线相对第II辅助基准平面线——定位表面或轴线的平行度、垂直度和对称度；铣床夹具对刀面对第II辅助基准平面线——定位表面的垂直度、平行度； 铣床夹具定位表面对第III辅助基准平面——定位键侧面的平行度、垂直度。
全文摘要
一种机床夹具三基准辅助平面精度控制方法，应用辅助基准平面体系控制夹具精度达到项目完整、指标合理，易于实现规范化设计，有利于机床夹具计算机辅助设计。应用三基准辅助平面综合控制夹具精度是指以机床夹具为整体设计对象，以工件结构和加工精度为目标要求，以加工刀具和机床安装基准面为参考体，确定夹具精度控制项目的三个基准辅助平面以刀具速度方向平行，与机床工作台对应的夹具安装基面，第I辅助基准平面；通过刀具中心与第I基准面垂直的平面，第II辅助基准平面；通过夹具某点与第I辅助基准平面和第II辅助基准平面垂直的平面，第III辅助基准平面。应用本方法控制夹具精度，可达到精度控制完整、精度控制指标合理。
文档编号B23Q17/20GK102284869SQ20111020311
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者李佳, 沈兴东, 董刚, 袁文革, 郑士成 申请人:天津市职业大学