车床加工双孔铰类零件的夹具定位误差分析及改进

赵跃忠

（武汉船舶职业技术学院工业中心，湖北武汉 430050）

车床加工双孔铰类零件的夹具定位误差分析及改进

赵跃忠

（武汉船舶职业技术学院工业中心，湖北武汉 430050）

在车床上用专用夹具装夹加工铰类零件，因其安装方便、孔径尺寸控制容易、加工效率高等优点，被广泛应用。铰类零件作为机械连接中的主要精度部件，随着设计要求的不断提高，对其孔距公差要求也越来越高。本文以双孔铰类零件的加工为例，通过对夹具定位误差分析，提出合理的解决方案，用于指导生产实际。

夹具；双孔铰类；误差

铰类零件作为机械连接中的主要部件，其形状复杂，强度要求较高，往往采用铸钢或球铁等材料的精密铸造毛坯。由于铸件本身不可避免地存在或多或少的缺陷，如气孔、夹渣、硬质点等，孔径加工中刀具易产生崩刃现象，以往采用镗床加工时，由于刀具崩刃后重新调整难度较大且费时，生产效率低，现多数厂家改用车床加工。要在车床上完成双孔铰类零件的加工，需要制作专用的夹具，常用的主要有回转式和单孔定位式夹具两种类型。本文以此两种类型夹具为例，通过对其定位误差的分析，提出提高加工精度的工艺解决方案，用于指导生产实际。

1 加工零件简图

图1为A80型注塑机零件－钩铰侧，其主要精度为双孔尺寸mm，中心距165mm±0.03mm、双孔平行度为Φ0.02mm。双孔尺寸采用C6163型车床加工，孔距由车床夹具保证。

2 回转式双孔铰类零件加工夹具及工艺改进

2.1 夹具工作原理及结构

该夹具的设计原理是：夹具保证零件两孔连线中心至车床回转中心为双孔中心距的一半。其主要结构如图2所示。

其工作原理为：夹具通过机床连接法兰盘1与C6163车床主轴连接定位，回转盘4与法兰盘1通过回转盘心轴6和定位螺钉7定位，零件3以底面及外形定位并安装于回转盘4上，并用压紧螺钉5及压板压紧；车完第一孔后，拔出定位螺钉7，零件连同压紧螺钉及压板、回转盘4一起，以回转盘心轴6为中心，旋转180°，拧紧定位螺钉7，加工第二个孔。

2.2 夹具定位误差分析

该夹具从工作原理及结构上，不难看出，造成零件的定位误差因素归纳起来有以下几个方面：

（1）机床连接法兰盘1与C6163车床主轴连接定位的误差的，主要有机床主轴连接部位的轴径和法兰盘1的孔径之间的间隙配合引起的。

（2）机床连接法兰盘1与机床定位部位的孔径中心与回转盘心轴6之间的孔距误差。

（3）回转盘心轴6与法兰盘1之间的配合间隙，以及与回转盘4之间的配合间隙。

（4）回转盘4沿回转盘心轴6转动180度，重新定位造成的误差。该误差主要由两个定位螺钉孔7中心与回转盘心轴6中心三点不成180度造成的，属定位角度误差。该误差对双孔铰类零件的实际孔距影响较小，计算时可以忽略不计。

2.3 夹具制造注意事项

从以上的夹具定位误差分析可知，夹具定位误差影响的因素较多，为减小误差，在制作夹具时，可采用单件配作和合理提高制作精度的方式。

（1）机床连接法兰盘1与C6163车床主轴连接部位采用单件配作的方式，先测量机床主轴轴径，配作法兰盘1，控制间隙在0.02mm以内。

（2）机床连接法兰盘1上的机床主轴配合孔与回转盘心轴6安装孔之间的孔距，以及两个定位螺钉孔7，在加工夹具体时可采用精度较高的加工中心加工，误差可以控制在±0.01mm。

（3）回转盘心轴6与法兰盘1采用过盈配合；与回转盘4之间采用间隙配合，为减小其影响，在加工夹具体时可采用单配方法加工，控制间隙在＋0.01mm以内。

从设计原理可知双孔加工后，孔距165mm尺寸为最后形成的尺寸。通过采取以上措施后，夹具的定位误差为±0.025mm，可以基本满足要求。具体计算如下：

2.4 提高精度的夹具改进方案

从以上分析及计算可以看出，虽然采取了一些行之有效的方法来减小夹具本身的定位误差，但如果要进一步提高定位精度，难度较大。为进一步减小定位误差，可以在上述夹具的基础上，加以改进，中间增加一个过渡盘8，同时将法兰盘1上的回转盘心轴6的孔移至过渡盘8上，以取消因机床主轴连接部位的轴径和法兰盘1的孔径之间的间隙引起的误差，达到减少中间环节、提高夹具定位精度的目的。具体结构示意图见图3。

同时，还可以采取找正过渡盘8的方式进行微量调整，使其零件加工后孔距精度得到进一步的提高。

3 单孔定位式双孔铰类零件加工夹具及工艺改进

3.1 夹具工作原理及结构

该夹具的工作原理是：首先将零件其中一孔对正回转中心完成定位夹紧并加工至尺寸，取下零件，再以已加工孔为基准，装上定位销4，找正后加工第二孔。其主要结构如图4所示。

3.2 夹具定位误差分析

该夹具从工作原理及结构上，较改进后的回转式夹具更简单，定位尺寸就是零件加工的孔距尺寸，避免了由于回转式夹具半孔距定位造成的误差放大问题，不难看出，该夹具对于孔距定位误差更小。归纳起来应注意以下几个方面。

（1）过渡盘5上与法兰盘1的定位误差。

（2）过渡盘5上的定位销4中心的位置与机床加工实际回转中心的定位误差。

（3）零件第一个已加工孔的孔径大小与定位销4间隙配合造成的定位误差。

3.3 提高夹具精度的方法

（1）过渡盘5与法兰盘1采用可调整方式连接，加工时通过找正过渡盘5的方式进行调整，减小因法兰盘1和主轴轴径间隙配合造成的定位误差，使其零件加工后孔距精度得到有效提高。

（2）由于已加工孔的孔径公差较大，为进一步提高定位精度，定位销4与零件3已加工孔采用可涨式结构，减小孔径公差造成的定位误差。

4 结 语

用车床加工铰类零件可以大幅度提高生产效率，回转式和单孔定位式两种类型的夹具各有自身的优缺点，企业可以根据自身实际加以选择。同时，通过本文对此两类夹具对零件加工孔距误差影响的分析，夹具制造时的注意事项以及提出的提高加工精度的解决方案，企业实际应用中要根据零件的加工精度加以选择，使其零件加工质量得到进一步的提高。

1 王光斗.机床夹具设计手册［M］.上海科学技术出版社，2000

2 陈于萍.，周兆元.互换性与测量技术基础［M］.机械工业出版社，2004

3 林冰香.定位误差的简单计算方法［J］.机械工程师，2011（9）

4 高继明，张春梅.双孔类零件车床加工夹具［J］.机械工人（冷加工），2006，（4）

Analysis on Jig Location Error during Lathe Processing of Two－hole Hinge Parts

ZHAO Yue－zhong
（Wuhan Institute of Shipbuilding Technology，Wuhan 430050，China）

Special fixture is commonly used in lathe processing of hinge parts，because the fixture is easy to install and the aperture size is easy to control.Hinge parts are the main precision parts for mechanical connection，and the requirements for the pitch tolerance are much higher with higher designing requirement.Taking the processing of two－hole hinge parts as the example，this essay analyzes the jig location error and proposes reasonable solution with a with to guiding the production.

fixture；two－hole hinge parts；error

TG7

A

1671－8100（2015）01－0027－03

（责任编辑：谭银元）

2014－10－22

赵跃忠，男，副教授，主要从事机械设计与制造方面的教学和科研工作。