孔系组合夹具及其应用
2020/07/23 20:18:18
一、孔系组合夹具
1、孔系组合夹具
孔系列组合夹具是上世纪八十年代发展起来的，通过销和孔确定元件之间相互位置的一种组合夹具。
2、孔系组合夹具优缺点
由于孔系列组合夹具是以销和孔定位，故而它优点是精度高、刚性好、可靠性好，适合加工精度要求高的零件。由于孔系列组合夹具的装配主要依靠计算机计算装配尺寸，因此它缺点是对组合夹具拼装人员的技术水平和组合夹具设计人员计算能力要求高，调整难度大，装配效率相对于槽系列组合夹具较低。
图1
3、孔系列组合夹具的分类及设计原理
(M16)、中(M12)、小型(MS)三个系列；基础件、支承件、定位件、压紧件、紧固件、导向件、合件、其它件共八类元件。三个系列均以定位销定位；定位孔和螺纹孔是规律分布的，孔距各有不同；孔系夹具元件的定位孔采用镶套结构。它的设计原理是在40mm x 40mm定位间距均匀分布的基础板上，以任意孔为圆点做0.01mm级差的直线调整，它的装配精度能够满足夹具积累误差不大于零件尺寸公差的1/3-1/5。孔系列组合夹具的两销一面的刚性定位结构，稳定性可与专用夹具媲美。
图2
二、孔系组合夹具的应用1、超长型孔系组合夹具的应用
剑杆织机主梁长度为2330～2730mm。用日本东芝加工中心加工。该机床的工作台面长×宽尺寸为2200×1800mm。最长的主梁超出机床工作台面达 1390mm。为了完成剑杆织机 新产品主梁的加工任务，我们在技术人员的配合下。采用8块1000×1000mm的孔系基础板。在机床的台面上，以倒台阶式的组装结构，向机床台面两侧外延伸的办法。组装成 2800mm的超长台面。为防止孔系基础板受力弯曲变形，在几块基础板上的定位孔中，插入若干个直径为16mm的定位销。有效地增强了组装台面的刚性。在孔系基础板上面，再组装两块180×120×60mm的槽系基础板。根据不同的主梁长度，移动两块槽系基础板，既可调整组装用于支撑和夹紧主梁的位置，就能够加工几种长度的主梁 。应用这种组合夹具解决了超长零件的加工，并为今后加工此类零件积累了经验打下基础 。
2、中墙板孔系组合夹具的应用
中墙板是细纱机的主要件，属于框架薄板类零件，加工时极易变形。我们采用一块1000×1000×50mm的孔系基础板，以及压紧钳和支承件。组成一套粗精铣中墙板大面的夹具。另外，又用一块1000×1000×50mm的孔系基础板，配合自己设计制造的支撑块，组装成一套夹具，用于粗精铣中墙板另一面，解决了中墙板的加工。不仅取得了满意的效果，而且减少了专用夹具设计制造的工作量 。
3、复杂零件孔系组合夹具的应用
剑杆织机凸轮箱和角尺箱是比较复杂的零件。我们根据零件的特点，采用基础板、方箱 等孔系组合夹具元件，专门选用和配制了一些附件，组成一套夹具 ，使用效果非常满意。
4、超能力加工
刷毛机钢架长×高尺寸为 1600×1500mm，其尺寸已超出长×高1400× 1095mm的双面基础角铁的尺寸。为解决刷毛机钢架的加工难题，我们大胆创新，在长×高为1400×1095mm的双面基础角铁上。把四块850×850×50mm的孔系基础板分别固定在双面基础角铁的四个角上组装成超大型的蝶式基体。在这个蝶式基体上，用孔系组合夹具元件组装刷毛机钢架的定位与夹紧，即可进行加工 。
三、孔系组合夹具在叶片加工中的应用由于孔系列组合夹具元件自身所具有的高精度的定位精度，高精度的特点，用孔系列组合夹具组装飞机发动机精密零件夹具，更适用解决导向叶片观察孔加工的问题。选用孔系列组合夹具来解决精密零件的加工问题，这样既保证了零件的精度，又保证了制造周期，还降低了制造费用。
1、导向叶片定位基准分析
本导向叶片以外圆 A、槽 B及平面 C、D为本工序基准 ，加工导向叶片观察孔Φ0.5mm，孔与y轴夹角为11.5°，导向叶片观察孔的位置精度为0.08mm。如图3所示。
图3 导向叶片
（1）夹具要求
被加工孔的轴向与夹具底平面垂直，叶片角向定位准确，夹具的重复定位精度好。
（2）定位分析
叶片以平面基准C与平面基准D为主定位，限制3个自由度；2个短圆柱销做次定位，限制2个自由度，并确定圆心位置；1个短圆柱销做叶片在角向定位，与短斜面相切，限制叶片沿X轴方向旋转(如图4所示)。
图4 安装定位
2、夹具调整
（1） 外圆定位调整由于2点可以确定圆弧的中心位置 ，故用2个直径为 12mm 的销子定位叶片的外圆基准 A—RXX。在计算机中计算出 2个销子的中心位置。用钻模板与偏心销键按照数据调整好位置；
（2）角向定位调整叶片的角向定位位置；
（3）基准面台阶差的调整；
（4）钻模板的调整；
（5）夹紧用两套压板分别压紧叶片上下缘板端面，用顶紧 螺栓顶紧叶片下缘板圆弧处 ，以防止钻孔时叶片发生位移。
通过实际使用由孔系列组合夹具元件装配出的观察孔的钻具，该套夹具的稳定性特别好，加工出的4片叶片的检验数据一致 ，检验数据证实观察孔的位置精度为不到0.02mm在设计给定的公差0.08mm范围内，比用数控镗床加工出的孔的位置度还要好 。一套专用夹具的设计制造费用约为1.2万元左右，它的设计制造周期达到30天甚至更长时间。同样一套组合夹具节省95％的夹具制造材料费用，不但直接给公司节省1.2万元的费用；它还将专用夹具的生产准备周期30天压缩为 1～2天，可以节省90％的夹具设计制造时间。
结 语孔系组合夹具确实能大幅度节省生产准备时间和巨大的夹具制造费用 ，因此组合夹具为制造业快速发展提供了有力的保障 。