CN113814675B - 一种钳式夹具制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钳式夹具制造方法，包括步骤：一次装夹找正半成品，粗加工出定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓；精密电加工定位孔轮廓以及基准面轮廓，获得定位孔和基准面；以定位孔和基准面作为基准，精密电加工工作面轮廓，确保相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差；对工作面进行精研；上述钳式夹具制造方法有助于提高钳式夹具制造的精度，保证钳式夹具满足设计要求，减少超差及报废问题，提高钳式夹具质量的稳定性以及制造效率，实现稳定、高效率、多品种、大批量地对高精度产品零件进行精密加工或精密装配的目标。

Description

一种钳式夹具制造方法

技术领域

本发明涉及精密钳式夹具的设计与制造技术领域，特别涉及一种钳式夹具制造方法。

背景技术

在日常的机械设计与制造中，有一种钳式精密夹具，其尺寸公差一般不大于0.005mm，形位公差一般不大于0.002mm。根据钳式精密夹具的使用功能，将这类钳式精密夹具的基本结构特征主要包括工作面(或重要面)的线性尺寸公差一般不大于0.005mm、工作面(或重要面)之间的平行度公差不大于0.002mm、工作面(或重要面)之间的对称度公差为不大于0.002mm以及工作面(或重要面)上的粗糙度为Ra0.2。

然而通常情况下，使用常规的机械加工方法制造出来的钳式精密夹具都存在着一些共同的缺陷，常见的主要缺陷包括工作面线性尺寸容易出现超差甚至报废、工作面之间的对称度容易出现超差甚至报废以及工作面之间的平行度容易出现超差甚至报废，钳式精密夹具的制造质量不稳定、效率低。

因此如何设计一种钳式夹具制造方法，以提高钳式精密夹具制造的精度，减少超差及报废问题，提高钳式精密夹具质量的稳定性以及制造效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钳式夹具制造方法，以提高钳式精密夹具制造的精度，减少超差及报废问题，提高钳式精密夹具质量的稳定性以及制造效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钳式夹具制造方法，包括步骤：

1)一次装夹找正半成品，粗加工出定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓；

2)精密电加工定位孔轮廓以及基准面轮廓，获得满足设计和使用要求的定位孔和基准面；

3)以定位孔和基准面作为基准，精密电加工工作面轮廓，确保相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差；

4)对工作面进行精研，使其满足设计和使用要求。

优选地，所述步骤1)具体包括：

一次装夹找正半成品，然后对半成品进行车铣加工，获得预留加工余量的定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓。

优选地，所述步骤1)还包括：

对经过车铣加工的半成品进行淬火热处理，提高其硬度。

优选地，所述步骤2)和所述步骤3)中的精密电加工包括慢走丝线切割或电火花穿孔加工。

优选地，所述步骤2)具体包括步骤：

201)慢走丝线切割加工定位孔轮廓，确保相对应的定位孔之间的尺寸保持等值且同轴度误差不大于预设同轴度公差，获得满足设计和使用要求的定位孔；

202)慢走丝线切割加工基准面轮廓，获得满足设计和使用要求的基准面，使基准面与相对应的工作面之间的尺寸保持等值，基准面与相对应的工作面之间的尺寸误差不大于预设差值。

优选地，所述步骤2)还包括步骤：

203)去除锐边和毛刺。

优选地，所述步骤2)还包括步骤：

203)半精磨基准面，使基准面与相对面的平行度满足第一预设平行度公差，基准面与相邻面的垂直度满足预设垂直度公差；

204)进行热处理、稳定性处理，并消除应力；

205)精磨基准面，使基准面与相对面的平行度满足第二预设平行度公差，所述第二预设平行度公差的上限值小于所述第一预设平行度公差的上限值。

优选地，所述步骤3)具体包括：

以定位孔和/或基准面作为基准，采用加工电极对工作面轮廓进行电火花穿孔加工，保证相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差。

由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种钳式夹具制造方法，包括步骤：1)一次装夹找正半成品，粗加工出定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓，步骤1)采用常规的机械加工方法进行加工，如车铣磨钳等；2)精密电加工定位孔轮廓以及基准面轮廓，获得满足设计和使用要求的定位孔和基准面；3)以定位孔和基准面作为基准，精密电加工工作面轮廓，确保相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差；4)对工作面进行精研，使其满足设计和使用要求；可见上述钳式夹具制造方法首先用常规机械加工方法加工轮廓，然后采用较为精密的电加工方法对定位孔、基准面以及工作面进行精加工，最后再精微研磨工作面，这种制造方法有助于提高钳式夹具制造的精度，保证钳式夹具满足设计要求，减少超差及报废问题，提高钳式夹具质量的稳定性以及制造效率,实现稳定、高效率、多品种、大批量地对高精度产品零件进行精密加工或精密装配的目标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为衔铁组件压装工具的两侧不对称剖视图；

图2为衔铁组件压装工具的左支承板以及右支承板的半剖俯视图；

图3为衔铁组件压装工具的左支承板以及右支承板的主视剖视图；

图4为衔铁组件压装工具的左支承板或右支承板的侧视图；

图5为本发明实施例中用于成型矩形孔的加工电极的主视剖视图；

图6为本发明实施例中用于成型矩形孔的加工电极的俯视图；

图7为本发明实施例中用于成型基准孔D的加工电极的主视图；

图8为本发明实施例中用于成型基准孔D的加工电极的仰视图；

图9为本发明实施例中用于成型凸台外圆d的加工电极的主视剖视图；

图10为本发明实施例中用于成型凸台外圆d的加工电极的仰视图；

图11为本发明实施例中用于加工左支承板及右支承板的半成品圆钢俯视图；

图12为本发明实施例中用于加工左支承板及右支承板的半成品圆钢侧视图；

图13为本发明实施例中半成品圆钢经过车削加工后的俯视图；

图14为本发明实施例中半成品圆钢经过车削加工后的侧视图；

图15为本发明实施例中半成品圆钢经过铣削加工后的俯视图；

图16为本发明实施例中半成品圆钢经过铣削加工后的侧视图；

图17为本发明实施例中半成品圆钢经过钻孔加工后的俯视图；

图18为本发明实施例中半成品圆钢经过钻孔加工后的侧视图；

图19为本发明实施例中半成品圆钢经过半精磨加工后的俯视图；

图20为本发明实施例中半成品圆钢经过半精磨加工后的侧视图；

图21为本发明实施例中半成品圆钢经过精磨加工后的俯视图；

图22为本发明实施例中半成品圆钢经过线切割加工后的侧视图。

图中：

1为左支承板；2为右支承板；3为左夹具体；4为右夹具体；5为螺钉；6为垫圈；7为大定位销；8为小定位销；9、10、11为加工电极。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种钳式夹具制造方法，该钳式夹具制造方法有助于提高钳式精密夹具制造的精度，减少超差及报废问题，提高钳式精密夹具质量的稳定性以及制造效率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中公开了一种钳式夹具制造方法，该钳式夹具制造方法包括步骤：

S1：一次装夹找正半成品，粗加工出定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓；

步骤S1采用常规的机械加工方法进行加工，如车铣磨钳等；

S2：精密电加工定位孔轮廓以及基准面轮廓，获得满足设计和使用要求的定位孔和基准面；

S3：以定位孔和基准面作为基准，精密电加工工作面轮廓，确保相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差；

上述精密电加工包括但不限于慢走丝线切割以及加工电极电火花穿孔加工。

S4：对工作面进行精研，使其满足设计和使用要求。

可以看出，与现有技术相比，上述实施例中所公开的衔铁组件压装工具的制造方法首先用常规机械加工方法加工轮廓，然后采用较为精密的电加工方法对定位孔、基准面以及工作面进行精加工，最后再精微研磨工作面，这种制造方法有助于提高钳式夹具制造的精度，保证钳式夹具满足设计要求，减少超差及报废问题，提高钳式夹具质量的稳定性以及制造效率,实现稳定、高效率、多品种、大批量地对高精度产品零件进行精密加工或精密装配的目标。

作为优选地，上述步骤S1具体包括：

一次装夹找正半成品，然后对半成品进行车铣加工，获得预留加工余量的定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓。

进一步地，在完成车削加工后，步骤S1还包括：

对经过车铣加工的半成品进行淬火热处理，提高其硬度。

作为优选地，上述步骤S2和步骤S3中的精密电加工包括慢走丝线切割或电火花穿孔加工。

具体地，上述步骤S2具体包括步骤：

S201：慢走丝线切割加工定位孔轮廓，确保相对应的定位孔之间的尺寸保持等值且同轴度误差不大于预设同轴度公差，获得满足设计和使用要求的定位孔；

S202：慢走丝线切割加工基准面轮廓，获得满足设计和使用要求的基准面，使基准面与相对应的工作面之间的尺寸保持等值，基准面与相对应的工作面之间的尺寸误差不大于预设差值。

步骤S2还包括步骤：

S203：去除锐边和毛刺。

步骤S2还包括步骤：

S203：半精磨基准面，使基准面与相对面的平行度满足第一预设平行度公差，基准面与相邻面的垂直度满足预设垂直度公差；

S204：进行热处理、稳定性处理，并消除应力；

S205：精磨基准面，使基准面与相对面的平行度满足第二预设平行度公差，第二预设平行度公差的上限值小于第一预设平行度公差的上限值。

步骤S3具体包括：

以定位孔和/或基准面作为基准，采用加工电极对工作面轮廓进行电火花穿孔加工，保证相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差。

下面以一种钳式夹具——衔铁组件压装工具为例，对上述制造方法做详细描述：

如图1-图4所示，衔铁组件压装工具包括左支承板1、右支承板2、左夹具体3、右夹具体4、螺钉5、垫圈6、大定位销7以及小定位销8，其中左支承板1、右支承板2是整副压装工具中的关键零件，其需要满足的条件如下：T1和T2的共面度不大于0.001mm；T3和T4的共面度不大于0.001mm；T1和T2对C面的平行度不大于0.002mm；T3和T4对E面的平行度不大于0.002mm；T₁、T₂面和T₃、T₄面对外形C、E面的对称度不大于0.002mm；T₁、T₂面至C面的宽度尺寸值，以及T₃、T₄面至E面的宽度尺寸值，与设计尺寸的差值都不大于0.005mm；两个定位销孔D₁与D₂保持等值，且保持同轴心；两个定位销孔D₃与D₄保持等值，且保持同轴心；外圆d对基准孔D的同轴度不大于0.01mm；基准孔D对外形C、E面的对称度不大于0.01mm；下面重点针对左支承板1、右支承板2的制造。

首先，如图11和图12所示，选择原料，原料为半成品圆钢，材料为Cr12MoV；

然后准备加工电极，其中图5和图6所示为成型矩形孔的加工电极9，图7和图8所示为成型基准孔D的加工电极10，图9和图10所示为成型凸台外圆d的加工电极11，上述三个电极的材料牌号为紫铜T2，加工电极9面A＇至面B＇的宽度尺寸值，比图2面A至面B的宽度尺寸值应减小约0.40mm，面A＇至面B＇的平行度应不大于0.001mm；加工电极10的小外圆面D＇值，比图2上的基准孔D的尺寸值应减小约0.40mm，大外圆Φ_Ⅰ的圆柱度为0.003mm，小外圆D＇对大外圆Φ_Ⅰ的同轴度不大于0.005mm；加工电极11的小孔面d＇值，比图2上的外圆d的尺寸值应加大约0.40mm，大外圆Φ_Ⅱ的圆柱度为0.003mm，小孔d＇对大外圆Φ_Ⅱ的同轴度不大于0.005mm。

电极准备完成后，开始进行加工：

第一步：如图13-图14所示，进行车削加工，小孔留余量0.5mm,小外圆留1mm,沉孔方便铣削时下刀；

第二步：如图15-图16所示，进行数铣加工，工作面A₁和B₁分别留余量0.1mm，外形面C₁和E₁分别留余量0.3mm；

第三步：如图17-图18所示，进行钻孔加工，定位销孔D₁₂和D₃₄分别留余量1mm；

第四步：进行热处理，光亮真空淬火，硬度值为58～62HRC；

第五步：如图19-图20所示，半精磨加工表平面，平行度0.01mm，垂直度0.02mm，外形面C₂和E₂分别留余量0.2mm；

第六步：进行热处理，稳定性处理，并消除应力；

第七步：如图21所示，人工研磨精加工外表面，相对面C、E面平行度0.001mm；

第八步：如图22所示，为慢走丝线切割精加工定位销孔和贴合面的示意图，具体包括：

找正外表面C面或E面，全跳动为0.001mm，一次装夹慢走丝线切割加工D₁和D₂保持等值，D₃和D₄保持等值，且保持同轴心；

找正外表面C面或E面，全跳动为0.001mm，再慢走丝线切割加工贴合面T₁₁与T₂₁及T₃₁与T₄₁，T₁₁与T₂₁面及T₃₁与T₄₁面的共面度都不大于0.003mm，贴合面T₁₁与T₂₁和T₃₁与T₄₁，都留精研磨加工余量0.010～0.02mm；

去除零件上各处的锐边和毛刺；

精微研磨加工工作面(或重要面)：确保T₁、T₂面至C面的宽度尺寸值，以及T₃、T₄面至E面的宽度尺寸值，与设计尺寸的差值都小于0.005mm；并确保T₁和T₂的共面度不大于0.001mm；确保T₃和T₄的共面度不大于0.001mm；并确保T₁和T₂对C面的平行度不大于0.001mm；确保T₃和T₄对E面的平行度不大于0.001mm；并确保T₁、T₂面和T₃和T₄面对外形C、E面的对称度不大于0.002mm；

最后采用上述准备的电极进行电穿精加工，电穿精加工具体包括：

两件定位销8与定位销孔的配合定位，定位销8与定位销孔为过盈配合，过盈量0～0.003mm；

T₁、T₃面贴合无间隙及T₂、T₄面贴合无间隙；

找正外表面C面或E面，全跳动为0.001mm，并找正加工电极9的外表面，全跳动为0.001mm，再电穿精加工A面和B面至最大实体尺寸和粗糙度；

找正加工电极10的外表面，全跳动为0.005mm，再电穿精加工D面达图，位置度为0.01mm；

找正加工电极11的外表面，全跳动为0.005mm，再电穿精加工d面达图；位置度为0.01mm；

最后精微研磨加工A面和B面，对C、E面的平行度不大于0.001mm，完成左支承板与右支承板的制作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种钳式夹具制造方法，其特征在于，包括步骤：

1)一次装夹找正半成品，粗加工出定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓，对经过车铣加工的半成品进行淬火热处理，提高其硬度；

2)精密电加工定位孔轮廓以及基准面轮廓，获得满足设计和使用要求的定位孔和基准面，所述步骤2)具体包括步骤：

201)慢走丝线切割加工定位孔轮廓，确保相对应的定位孔之间的尺寸保持等值且同轴度误差不大于预设同轴度公差，获得满足设计和使用要求的定位孔；

202)慢走丝线切割加工基准面轮廓，获得满足设计和使用要求的基准面，使基准面与相对应的工作面之间的尺寸保持等值，基准面与相对应的工作面之间的尺寸误差不大于预设差值；

203)去除锐边和毛刺；

204)半精磨基准面，使基准面与相对面的平行度满足第一预设平行度公差，基准面与相邻面的垂直度满足预设垂直度公差；

205)进行热处理、稳定性处理，并消除应力；

206)精磨基准面，使基准面与相对面的平行度满足第二预设平行度公差，所述第二预设平行度公差的上限值小于所述第一预设平行度公差的上限值；

3)以定位孔和/或基准面作为基准，精密电加工工作面轮廓，确保相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差；

4)对工作面进行精研，使其满足设计和使用要求。

2.根据权利要求1所述的钳式夹具制造方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：

一次装夹找正半成品，然后对半成品进行车铣加工，获得预留加工余量的定位孔轮廓、工作面轮廓和基准面轮廓。

3.根据权利要求1或2所述的钳式夹具制造方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：

以定位孔和/或基准面作为基准，采用加工电极对工作面轮廓进行电火花穿孔加工，保证相对应的工作面之间的线性尺寸误差不大于预设线性尺寸公差；确保工作面之间的平行度不大于预设平行度公差；工作面之间的对称度不大于预设对称度公差。