铣床夹具对刀块位置尺寸的确定

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夹具在机床上安装完毕，在进行加工之前，尚需进行夹具的对刀，使刀具相对夹具定位元件处于正确位置。对刀的方法通常有三种：试切法对刀，调整法对刀，用样件或对刀装置对刀。不管采用哪种对刀方法，都涉及到对刀基准和对刀尺寸。通常是以与工年定位基准重合的定位元件上的定位面作为对刀基准，以减少基准变换带来的误差。铣床夹具的对刀尺寸是从对刀基准到刀具切削表面之间的位置尺寸，和对刀块位置尺寸差一个塞尺厚度。影响对刀块位置尺寸的因素主要有对刀需要保证的工件上的加工尺寸、定位基准在加工尺寸方向的最小位移量imin及塞尺的厚度S，本文以常见的定位方式——孔定位、圆柱面定位为例，进行铣床夹具对刀块位置尺寸的分析计算。
/ r3 ^3 f8 e% g* L: |; G1　计算实例
$ k2 j8 _* V  G0 S9 P. i　　例1：如图1在工件上加工8±0.06mm的键槽，保证对称度0.2mm和位置尺寸30-00.2mm，图2所示为定位对刀图，工件内孔为?20H70+0.021mm，心轴为?20h6-0.020-0.007mm,为固定单边接触，选用直角对刀块，塞尺厚度S＝1mm，确定对刀块位置尺寸的计算如下：
: Q$ p7 f' B9 I; K+ h
% b7 q0 K) u5 u* X图1

9 R6 N+ h) @/ n$ R! J8 k  Y$ M图2
+ k: `/ }( m5 Y) Q! ^9 p" H9 ?5 D　　用h±δh/2表示对刀块的位置尺寸，其对应工件上的尺寸即对刀直接保证的尺寸用H±δH/2表示，此处H为对刀直接保证的尺寸的平均值。根据H±δH/2求出h±δh/2的关键是要把刀具对到尺寸H±δH/2的公差带的范围内，通常取δh＝（1／5～1／3）δH。
　　标出对刀块位置尺寸如图2中h1±δh1/2和h2±δh2/2，根据工件上的尺寸求得：
　　H2±δH2/2=(30-0.1)±0.1=29.9±0.1mm
　　H1±δH1/2需通过解尺寸链求得，如图3所示。H1±δH1/2=4±0.07mm
2 S( D. v0 ^* Y- a　　取δh1＝δH1／4=0.14÷4＝0.035mm
6 B& `6 v; k5 Tδh2＝δH2／4=0.2÷4＝0.05mm
9 j$ c9 w: B3 v0 h# Z, K9 F& Z　　故h1±δh1/2=4+1±0.035／2=5±0.0175mm,(i1min=0)
　　h2±δh2/2=(H2-S-i2min)±0.05/2
% v( t2 `, a5 j9 {6 j　　　　　　=29.9-1-0.007／2±0.025
?　　　　　=28.897±0.025mm
　　另外还可用图2中的h′2±δh′2/2来表示对刀块垂直方向的位置，此时以工件内孔上母线A作为定位基准加工槽，对刀块表面的位置尺寸h′2±δh′2/2从定位基准A的支承点a(心轴上母线)标注起。h′2按图1中工件工序尺寸平均值减去塞尺厚度S计算。即：
2 ~& R  [& _: I
* L- Z# k& y) Y* x% `8 @, k3 |　　δh′2需通过解尺寸链求得δH′2后求得，(见图4)。
　　δH′2=0.2-0.021/2=0.1995
+ T) m& o& R5 N, P取δh′2=δH′2／4=0.1995÷4?0.0499
7 `% p' l' ~$ _2 G, U% l故h′2±δh′2′2/2=18.895±0.02495mm
例2：图5为工件工序图，图6为定位对刀图，对刀块工作表面的位置尺寸由V形块的标准心棒中心注起，此时imin=0,故对刀块顶面的位置尺寸h按工序尺寸平均值(H-TH/2)及塞尺厚度S决定：

图3
" |* Q# ]# `1 k) a9 M9 I; J" n% t$ G
图4
　　h=H-TH/2-S
* `& x+ ?* i- X: ?6 ~# {3 m4 t% B取δh=δH／4=TH／4
　　因此h±δh/2=H-TH/2-S±TH／8

图5
2 D- g$ @0 e5 e0 r4 z
; U1 [: W& _* W4 b3 K: M图6
8 v5 c4 E! s5 u/ E8 k% D; t2　计算对刀块位置尺寸的一般公式
- z3 K5 [' e4 U1 l$ N" N8 v　　由上面两个例子的分析计算，可归纳出计算对刀块位置尺寸h±δh/2的一般公式为：
　　h±δh/2=H±S±imin±δh/2
式中：H—定位基准至加工表面的距离的平均值；
; q8 h: b( l. n4 |! z! V/ ~3 DS—塞尺厚度；
imin—定位基准在加工尺寸方面的最小位移量。当imin使加工尺寸增大时，imin前取“-”号；
) C2 ~& l7 R, h( p* Z7 C当imin使加工尺寸缩小时，imin前取“+”号。
) G, @2 x% z- v& W& [δh—对刀块位置尺寸h的公差，通常取δh＝（1／5～1／3）δH，其中δH为尺寸H的公差。
3　确定铣床夹具对刀块位置尺寸的步骤
　　(1)确定对刀基准，标出对刀块的位置尺寸h±δhv/2。
　　(2)找出与尺寸h±δh/2对应的对刀直接保证的工件上的尺寸H±δH/2，此尺寸在有的情况下为已知，有的情况下需要解尺寸链求得。
0 ~& m" n1 Q7 ?" O5 S( x8 U　　(3)由h±δh/2=H±S±imin±δh/2及δh＝（1／5～1／3）δH根据H±δH/2求出h±δh/2，从而保证把刀具对到尺寸H±δH/2公差带的范围内。
4　精度校验
% U1 Q- O- ]4 k3 v- k　　采用标准塞尺和对刀块对刀，必须保证对刀误差ΔDA、夹具位置误差ΔW满足不等式
　　　　ΔDA+ΔW≤δ/3
* d; n- g3 p! {2 g6 d, Q或ΔAZ+ΔDA+ΔW≤2δ／3
才能最终保证加工精度。
其中：ΔAZ——工件安装误差(包括定位误差ΔDW、夹紧误差ΔJ；
　　　　δ——工件加工尺寸的公差。
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