机床夹具加工误差控制方法

机床夹具加工误差控制方法
作者：吴忠华
来源：《职业》2012年第13期
摘要：解决机床夹具加工误差控制问题，应该按照系统分析、过程控制、统筹叠加的思路，对机床夹具加工误差进行控制。

本文试图提供一些机床夹具加工误差的控制方法。

关键词：误差最小化控制无间隙定位配位组合装配
机床夹具加工误差的控制虽然过去有过一些论述，但没有从机床夹具制造的特殊性出发，在系统分析的基础上，进行过程控制、统筹误差叠加，从而达到机床夹具加工误差控制的目的。

为了给过程控制和统筹叠加提供必要的数据，在系统分析时，应注意收集机床夹具零件加工系统的工艺技术参数，注意收集机床夹具使用机床的工艺参数，为机床夹具设计、制造、安装提供依据。

过程控制是要在夹具设计、制造和装配组合的全过程，对夹具的各个零件进行各种要素的控制。

过程控制的要求有三：一是力求各种误差的最小化；二是掌握各种过程得到的夹具零件尺寸、零件相关偏差的方向等要素；三是通过配位组合装配，实现最小误差叠加。

过程控制可分为三个阶段，即设计过程、加工过程和装配组合过程的控制。

一、设计过程控制
在设计中，过程控制的首要任务是尽可能减少定位误差。

从原理上讲，基准不重合误差，可以通过变换尺寸链，实现基准重合，消除基准不重合现象。

而基准位移现象，可以通过控制基准位移的方向（使基准位移方向与工序尺寸方向垂直），消除基准位移对加工误差的影响；还可以用无间隙配合定位（如液性塑料定心定位、弹簧套定心定位和轻微过盈定心定位等等），基本消除基准位移误差。

综上所述，在设计时，可以基本排除两个产生定位误差产生的可能，大大降低机床夹具加工误差。

在机床夹具的定位装置、对刀引导装置、夹具体和其他装置设计中，各种装置和元件的每一个误差，都是该误差的各个组成误差叠加的结果。

因此，在夹具设计中应尽可能提高设计精度，尽可能实现组成误差的最小化，为最小误差叠加提供方便。

二、加工过程控制
夹具制造不同于一般机械产品生产，夹具零件加工基本可以归属单件配做的生产类型，加工过程控制时，应根据这一特征，为实现对加工误差的控制，在夹具零件加工过程中，除应按照一般加工规则对加工精度进行控制之外，应使加工偏差尽量靠近公称尺寸，因为偏差值越小，也越有利于加工误差的控制。

对于配对的零件的加工，应将两件组合后一同加工，避免不
必要的加工误差，如两孔一面组合定位的钻模板与加工定位销孔的钻模板，这两块钻模板应组合后一同加工，以减少定位销距与定位孔距误差，达到减少定位误差的目的。

加工过程控制，更重要的是要在零件生产过程中，应严格检测并记录各种相关的尺寸、位置关系以及各种偏差的大小、偏差的方向，并将零件的偏差方向在零件上作出清晰的标记（注意应以不损坏配合表面为前提），多个夹具制造时应对每一个零件进行编号，并收集它们的偏差方向和偏差大小等数据，为规划装配组合提供依据。

三、装配过程控制
装配是夹具制造的最后一个过程，统筹误差叠加是最后一个过程的控制手段。

在夹具制造中，一般都是单件制造，即使是同时制造数个相同的夹具，也可以利用数理统计收集每个零件的偏差大小和偏差方向，通过排列组合找到最小误差的组合。

因此，夹具制造不为随机取件装配的过程，显然机床夹具的加工误差就应为相关误差的代数和。

在机床夹具的各种零件完成加工之后，利用已经取得的加工数据（包括各种相关零件的偏差大小、偏差方向），把各种有可能产生加工误差的相关因素先列表分析，然后排列组合出各种组合方案（利用偏差方向变动，改变叠加的代数和的大小），算出各种方案误差叠加值，从中选出最优方案，按最优方案进行配位组合装配。

配位组合的核心就是根据最小误差叠加的需要，分配相关零件的装配位置，进行组合装配，以达到误差控制的目的。

当然，此时最优方案仍然有可能不能满足加工误差控制要求。

为此，还可以在最优方案的所有相关零件中，选出最容易减小叠加误差值，又最容易加工修正（或调整）的零件，进行适当的修正（或调整），以满足加工误差控制的要求。

装配过程的控制在必要时，还应把夹具和机床的安装连接过程也纳入统筹规划和控制的范围，使夹具加工误差控制得到更可靠的保证。

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