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V型塊定位問(wèn)題新探

V型塊是機(jī)床夾具中常用的定位元件之一糕但,用V型塊定位時(shí),其定位基準(zhǔn)是什么哩讶,目前尚有分歧残膜。《機(jī)械工程師》1996年第3期、1998年第1期均有文章論及此事帚孔,但是觀點(diǎn)各異殿扮。前者認(rèn)為V型塊的定位基準(zhǔn)就是V型塊與工件的接觸母線(xiàn)(下稱(chēng)母線(xiàn)論),后者則認(rèn)為應(yīng)以其工件的回轉(zhuǎn)中心線(xiàn)作為定位基準(zhǔn)收稿日期1998.05.07(下稱(chēng)中心論)泉档。筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期教學(xué)研究篓围,認(rèn)為前述兩種觀點(diǎn)均有不妥之處,現(xiàn)提出自己對(duì)此問(wèn)題的新見(jiàn)解健需,與同仁商榷培按。

1 V型塊的定位基準(zhǔn)的確定

V型塊是一種比較特殊的定位元件。它雖然是一個(gè)單獨(dú)定位元件蕴来,但它的定位基面的結(jié)構(gòu)要素卻不是單一的沪识,有兩個(gè)定位平面,從某種意義上來(lái)講這種形式的定位可看作是兩個(gè)平面的組合定位娱局。因此彰亥,它的定位基準(zhǔn)的確定就不能象分析單一定位基面那樣簡(jiǎn)單。
大多數(shù)定位元件的定位基準(zhǔn)都是定位基面本身或者是由其形成的點(diǎn)衰齐、面任斋、線(xiàn),如單一平面耻涛、球心废酷、孔和軸的中心線(xiàn)等。根據(jù)這個(gè)道理犬第,筆者認(rèn)為锦积,V型塊的定位基準(zhǔn)應(yīng)有兩個(gè),其一是兩定位平面的交線(xiàn)歉嗓,另一個(gè)是由兩平面形成的對(duì)稱(chēng)中心面丰介,交線(xiàn)作為垂直方向的定位基準(zhǔn);對(duì)稱(chēng)中心面作為水平方向的定位基準(zhǔn)鉴分。
按照傳統(tǒng)(中心論)的理論哮幢,V型塊的定位基準(zhǔn)應(yīng)是檢驗(yàn)心軸的中心高,即檢驗(yàn)心軸在V型塊上放置時(shí)的中心線(xiàn)欣慰,實(shí)際上這條中心線(xiàn)在V型塊中的位置是不確切的市黔,它會(huì)因檢驗(yàn)心軸直徑誤差大小而變化,因此氮栏,在對(duì)刀誤差中往往會(huì)引入這條中心線(xiàn)的位置誤差插棱。若以V型塊定位平面與工件外圓接觸母線(xiàn)(母線(xiàn)論)為定位基準(zhǔn),由于有兩個(gè)定位基面的共同定位作用左蛙,才使工件實(shí)現(xiàn)正確定位肘何,那么應(yīng)以那個(gè)面的母線(xiàn)作基準(zhǔn)呢矫震?看來(lái)這種方法具有不確切的問(wèn)題,這種觀點(diǎn)不但使定位誤差的公式推導(dǎo)過(guò)程繁瑣艰膀、復(fù)雜控屡,而且公式含義不清。
由于V型塊是兩個(gè)平面的組合定位辫田,不能用分析單一表面的定位元件的定位基準(zhǔn)方法來(lái)分析其定位基準(zhǔn)峻维。例如,工件以一面兩孔定位是常用定位元件為一面兩銷(xiāo)嚎论,兩銷(xiāo)的中心連線(xiàn)常作為工作的垂直連心線(xiàn)方向的位置要求的定位基準(zhǔn)桐猬,并不是以某一銷(xiāo)中心線(xiàn)或外圓面作其定位基準(zhǔn)的。

圖1 工件工序圖

圖2 工件在V型塊上定位

2 定位誤差的計(jì)算

定位誤差的計(jì)算常用的有合成法和極限位置法兩種方式刽肠,筆者曾用函數(shù)法推導(dǎo)定位誤差公式课幕,方法比較簡(jiǎn)便實(shí)用。極限位置法和函數(shù)法在計(jì)算組合定位誤差時(shí)五垮,有著明顯的優(yōu)越性乍惊。
這里仍以圓柱體工件上銑鍵槽為例說(shuō)明定位誤差公式的推導(dǎo)(僅以豎直方向尺寸要求為例)。見(jiàn)圖1工件工序圖放仗,鍵槽深度尺寸可分別以B1润绎、B2、B3三種方式標(biāo)注诞挨,圓柱體直徑設(shè)為d0dd莉撇。圖2為工件在V型塊上定位的情況,M為定位基準(zhǔn)惶傻,o為圓柱體中心棍郎。其定位誤差dB1dB2银室、dB3計(jì)算如下:
  1. 用極限位置法對(duì)B1尺寸而言恃感,其工序基準(zhǔn)為A,定位基準(zhǔn)為M,因此,其誤差即為AM尺寸的變化量螺喂,而
    AM=OM-OA={d/[2sin(a/2)]-(d/2)}
    所以
    dB1=dd/2[1/sin(a/2)-1] (1)
    式中α為V型塊角度侦需。
    對(duì)B2尺寸的工序基準(zhǔn)為o,定位基準(zhǔn)為M,故
    OM=d/[2sin(a/2)]
    dB2=dd/[2sin(a/2)] (2)
    B3尺寸的工序基準(zhǔn)為C,定位基準(zhǔn)為M,故
    CM=OM+OC=(a/2)[1/sin(a/2)+1]
    dB3=(a/2)[1/sin(a/2)+1] (3)
  2. 用函數(shù)法
    這種方法就是先要建立要求保證尺寸的函數(shù)式,然后進(jìn)行微分范咖,算出加工誤差坊蕴,其中的一部分為定位誤差。
    用此方法時(shí)先要確定對(duì)刀尺寸鳄盗,傳統(tǒng)中心論者以工件的定位基準(zhǔn)至刀塊對(duì)刀表面的尺寸作為對(duì)刀尺寸扫觅,如前所述,這種方法由于中心線(xiàn)位置受檢驗(yàn)心軸直徑誤差的影響而不確定送写,使其失之精確硅枷,而兩平面交線(xiàn)是唯一確定的后摧,故以其對(duì)D塊對(duì)刀表面的尺寸對(duì)刀可免除檢驗(yàn)心軸精度的影響。這樣我們就可以建立B1浙鞋、B2、B3的函數(shù)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為調(diào)整(對(duì)刀)尺寸持偏,這些函數(shù)式說(shuō)明在不考慮其他因素影響的條件下驼卖,深度尺寸是對(duì)刀尺寸、工作直徑鸿秆、V型塊角度的函數(shù)酌畜。我們假定調(diào)整誤差為0,V型塊角度絕對(duì)精度,那么鍵槽深度就只受工件直徑大小的影響卿叽,微分后桥胞,即可方便地得出(1)、(2)考婴、(3)式贩虾。

3 結(jié)論

綜合上述分析,筆者認(rèn)為V型塊的定位基準(zhǔn)選擇兩平面交線(xiàn)和對(duì)稱(chēng)中心面比較合理沥阱,它既可避免使用檢驗(yàn)心軸和避免檢驗(yàn)心軸的直徑誤差對(duì)加工誤差的影響缎罢,又可方便地進(jìn)行定位誤差的分析計(jì)算,為進(jìn)一步應(yīng)用函數(shù)法對(duì)夾具進(jìn)行加工精度分析打下基礎(chǔ)考杉。


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