V型架的定位问题——亚晟量具

 V型架是机床夹具中常用的定位元件之一,用V型架定位时,其定位基准是什么?经由长期研究,以为V型架的定位基准选择两平面交线和对称中央面比较公道,它既可避免使用检修心轴和避免检修心轴的直径误差对加工误差的影响,又可利便地进行定位误差的分析计算,为进一步应用函数法对夹具进行加工精度分析打下基础.

1 V型架的定位基准的确定

 V型架是一种比较特殊的定位元件.它固然是一个单独定位元件,但它的定位基面的结构要素却不是单一的,有两个定位平面,从某种意义上来讲这种形式的定位可看作是两个平面的组合定位.因此,它的定位基准的确定就不能象分析单一定位基面那样简朴. 大多数定位元件的定位基准都是定位基面本身或者是由其形成的点,面,线,如单一平面,球心,孔和轴的中央线等.根据这个道理,笔者以为,V型架的定位基准应有两个,其一是两定位平面的交线,另一个是由两平面形成的对称中央面,交线作为垂直方向的定位基准,对称中心面作为水平方向的定位基准.

   按照传统(中央论)的理论,V型架的定位基准应是检修心轴的中央高,即检修心轴在V型架上放置时的中央线,实际上这条中央线在V型架中的位置是不切当的,它会因检修心轴直径误差大小而变化,因此,在对刀误差中往往会引入这条中央线的位置误差.若以V型架定位平面与工件外圆接触母线(母线论)为定位基准,因为有两个定位基面的共同定位作用,才使工件实现准确定位,那么应以那个面的母线作基准呢?看来这种方法具有不切当的题目,这种观点不但使定位误差的公式推导过程繁琐,复杂,而且公式含义不清.因为V型架是两个平面的组合定位,不能用分析单一表面的定位元件的定位基准方法来分析其定位基准.例如,工件以一面两孔定位是常用定位元件为一面两销,两销的中央连线常作为工作的垂直连心线方向的位置要求的定位基准,并不是以某一销中央线或外圆面作其定位基准的.

2 定位误差的计算

   定位误差的计算常用的有合成法和极限位置法两种方式,笔者曾用函数法推导定位误差公式,方法比较简便实用.极限位置法和函数法在计算组合定位误差时,有着显著的优胜性.这里仍以圆柱体工件上铣键槽为例说明定位误差公式的推导(仅以竖直方向尺寸要求为例).见图1工件工序图,键槽深度尺寸可分别以B1,B2,B3三种方式标注,圆柱体直径设为d0dd.图2为工件在V型架上定位的情况,M为定位基准,o为圆柱体中央.其定位误差dB1,dB2,dB3计算

如下:

用极限位置法对B1尺寸而言,其工序基准为A,定位基准为M,因此,其误差即为AM尺寸的变化量,而AM=OM-OA={d/[2sin(a/2)]-(d/2)}所以dB1=dd/2[1/sin(a/2)-1]

(1)式中α为V型架角度.对B2尺寸的工序基准为o,定位基准为M,故OM=d/[2sin(a/2)]dB2=d[2sin(a/2)]

(2)B3尺寸的工序基准为C,定位基准为M,故CM=OM+OC=(a/2)[1/sin(a/2)+1]则dB3=(a/2)[1/sin(a/2)+1]

(3)用函数法

   这种方法就是先要建立要求保证尺寸的函数式,然后进行微分,算出加工误差,其中的一部门为定位误差.

用此方法时先要确定对刀尺寸,传统中央论者以工件的定位基准至刀块对刀表面的尺寸作为对刀尺寸,如前所述,这种方法因为中央线位置受检修心轴直径误差的影响而不确定,使其失之精确,而两平面交线是独一确定的,故以其对D块对刀表面的尺寸对刀可免除检修心轴精度的影响.这样我们就可以建立B1,B2,B3的函数式如下:

B1=BM-(OM-OA)=h-{d/[2sin(a/2)]-d/2}

B2=BM-OM=h-d/[2sin(a/2)]

B3=OM+OC-BM={d/[2sin(a/2)]+d/2}-h

式中h为调整(对刀)尺寸,这些函数式说明在不考虑其他因素影响的前提下,深度尺寸是对刀尺寸,工作直径,V型架角度的函数.我们假定调整误差为0,V型架角度绝对精度,那么键槽深度就只受工件直径大小的影响,微分后,即可利便地得出(1),(2),(3)式.

 

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