V型塊是機(jī)床夾具中常用的定位元件之一,用V型塊定位時(shí),其定位基準(zhǔn)是什么,目前尚有分歧?!稒C(jī)械工程師》1996年第3期、1998年第1期均有文章論及此事,但是觀點(diǎn)各異。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(下稱母線論),后者則認(rèn)為應(yīng)以其工件的回轉(zhuǎn)中心線作為定位基準(zhǔn)收稿日期1998.05.07(下稱中心論)。筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期教學(xué)研究,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,與同仁商榷。
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,但它的定位基面的結(jié)構(gòu)要素卻不是單一的,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。因此,它的定位基準(zhǔn)的確定_不能象分析單_位基面那樣簡(jiǎn)單。
鑄鐵平板大多數(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)、面、線,如單一平面、球心、孔和軸的中心線等。根據(jù)這個(gè)道理,筆者認(rèn)為,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,另一個(gè)是由兩平面形成的對(duì)稱中心面,交線作為垂直方向的定位基準(zhǔn);對(duì)稱中心面作為水平方向的定位基準(zhǔn)。
鑄鐵平臺(tái)按照傳統(tǒng)(中心論)的理論,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,實(shí)際上這條中心線在V型塊中的位置是不確切的,它會(huì)因檢驗(yàn)心軸直徑誤差大小而變化,因此,在對(duì)刀誤差中往往會(huì)引入這條中心線的位置誤差。若以V型塊定位平面與工件外圓接觸母線(母線論)為定位基準(zhǔn),由于有兩個(gè)定位基面的共同定位作用,才使工件實(shí)現(xiàn)正確定位,那么應(yīng)以那個(gè)面的母線作基準(zhǔn)呢?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、復(fù)雜,而且公式含義不清。
焊接平板由于V型塊是兩個(gè)平面的組合定位,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)。例如,工件以一面兩孔定位是常用定位元件為一面兩銷(xiāo),兩銷(xiāo)的中心連線常作為工作的垂直連心線方向的位置要求的定位基準(zhǔn),并不是以某一銷(xiāo)中心線或外圓面作其定位基準(zhǔn)的。
2 定位誤差的計(jì)算
基礎(chǔ)平臺(tái)定位誤差的計(jì)算常用的有合成法和_位置法兩種方式,筆者曾用函數(shù)法推導(dǎo)定位誤差公式,方法比較簡(jiǎn)便實(shí)用。_位置法和函數(shù)法在計(jì)算組合定位誤差時(shí),有著明顯的_性。
圖1 工件工序圖 圖2 工件在V型塊上定位
測(cè)量平臺(tái)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,鍵槽深度尺寸可分別以B1、B2、B3三種方式標(biāo)注,圓柱體直徑設(shè)為d0dd。圖2為工件在V型塊上定位的情況,M為定位基準(zhǔn),o為圓柱體中心。其定位誤差dB1、dB2、dB3計(jì)算如下: - 用_位置法對(duì)B1尺寸而言,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,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。
- 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)]
- 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]
- 則
dB3=(a/2)[1/sin(a/2)+1] | (3) |
- 用函數(shù)法
- 花崗石平臺(tái)這種方法_是先要建立要求_尺寸的函數(shù)式,然后進(jìn)行微分,算出加工誤差,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,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,如前所述,這種方法由于中心線位置受檢驗(yàn)心軸直徑誤差的影響而不確定,使其失之_,而兩平面交線是_確定的,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_可以建立B1、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,這些函數(shù)式說(shuō)明在不考慮其他因素影響的條件下,深度尺寸是對(duì)刀尺寸、工作直徑、V型塊角度的函數(shù)。我們假定調(diào)整誤差為0,V型塊角度_精度,那么鍵槽深度_只受工件直徑大小的影響,微分后,即可方便地得出(1)、(2)、(3)式。
3 結(jié)論
裝配平板綜合上述分析,筆者認(rèn)為V型塊的定位基準(zhǔn)選擇兩平面交線和對(duì)稱中心面比較合理,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,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)。