定位夹紧

3．7化油器壳体定位及夹紧3．7．1化油器壳体的定位为方便加工时的定位，化油器壳体会压铸出两个工艺孔。

利用这两个定位孔和化油器与浮子室之间结合面，形成两孔一面的定位方式。

其中一个定位面限制了化油器绕x轴和y轴的旋转和沿z轴移动的三个自由度。

而化油器的定位面往往平面度不算太高，通常为0．1／l00×l00，如果用全平面来定位则会引起每个工件的不一致性。

这是因为我们知道，对于不平面与平面的相互接触，一般只有三点能接触到，有时即使有多于三点的接触点，除了其中三点之外，也只能是虚约束点。

对于不同的工件而言，定位基准面与工件接触的三点是随机的，而且随不同工件的不同而不同，因此每个工件的定位平面也不一样，这事必影响加工精度。

对这点的改进方法是采用面积较小的三个圆柱面来代替全平面来作工件的定位基准面。

从几何上来说三点已经可以确定一个基准平面了。

由于基准面与工件结合面的接触面积减小，这样一来由工件平面度误差而引起的定位误差就有效地减小了。

再在其中的一个定位基准孔采用带弹簧的圆锥销定位。

这里采用圆锥销而不采用圆柱销是因为圆锥销有更好的导向性能，而且圆锥销与工件上的定位孔相接触点为一圆，它可以有效地限制工件在z平面内沿x轴和沿y轴的平行移动。

另一方面，由于工件夹紧时圆锥销会随弹簧产生一些退让，可以让工件平面与基准面进行有效地贴合。

由于基准面和主基准孔的定位已经约束工件六个自由度中的五个自由度。

所以副基准孔所能约束的自由度只剩下绕z轴的旋转自由度了。

因此在这里采用带弹簧的圆锥菱形销了当然也可能采用扁形销，只是前者具有更好的美观的外观和较好的强度结构。

由于菱形销的长边垂直于两基准孔之间的连线，所以有效地约束了平面内的旋转自由度。

对于一般的孔系加工，利用两孔一面的定位方式就已足够，有时基于保证特殊的工艺要求或装夹与定位的方便，也可以采用其他的定位方式。

如利用加工好的柱塞孔定位：柱塞孔与中子的配合面可以约束沿x轴和y轴平移等两个自由度，喉管孔下侧孔与中子顶弧面的接触可以约束沿z轴平移和沿x轴和沿y轴旋转等三个自由度，剩下的一个沿z轴旋转的自由度由附加的限位螺钉调定。

3．7．2化油器壳体的夹紧在工件完成定位后，一般还要进行夹紧后才能进行加工切削。

对于半自动加工机床，常常采用手动夹紧来简化机床结构。

而对于组合式全自动加工机床，通常采用的是自动夹紧。

夹紧时依驱动方式分可以是气动夹紧或液压夹紧。

由于气动夹紧力一般都不大，所以还必须通过凸轮、杠杆、楔形等机构来进行力的放大或实现自锁。

而液压夹紧力一般都比较大，所以通常在液压的夹紧回路装置有减压阀来防止在过大的系统压力下夹紧时夹坏工件。

如图3—5所示，凸轮极坐标曲线可分为快速上升段、自锁段和过渡段。

快速上升段是使夹爪快速接近工件，而自锁段可以使夹爪获得较大的力大放大系数，并由于其斜度小于自锁角，而实现自锁功能，防止在加工过程中因为意外情况，如压缩空气气源失压时工件可能松动，从而引起未可预知的严重后果。

凸轮结构示意图杠杆机械通常与凸轮机构配合使用，由于空间的限制，杠杆机构的力的放大系数并不大，甚至多数情形下，它所传递的力还会有所缩小。

主要是用它来将凸轮机构所产生的直线运动转化成旋转运动，或改变直线运动的方向。

楔形机构由于同时具有力放大和自锁功能，也常常在夹紧中被采用。

不过纯粹的楔形机构在实现较大的夹紧行程时需要很长的驱动行程。

所以还必须进行一些改良，可以使夹爪能快速接近工件，两在夹紧时速度减慢并获得较大的力的放大系数。

如图所示的楔形机构可以实现上述的功用。

工件在夹爪的分布可以采用集中一点或分散的三点的方式。

前者是指在柱塞孔的轴线方向施加一夹紧力，并让它与三个支撑点的反作用力相平衡，适用于加工不重要的孔系的情形。

因为一点的夹紧方式会引起支撑的三点的作用力不一致，在承受较大的切削力时可能会引起尺寸变动。

在加工重要孔系时，这样的变动是有相当危害的。

后者是指在对应的三个支撑点的正上方或附近施加夹紧力。

由于夹紧力与支撑力的作用力基本重合，不太会引起工件的夹紧变形和因切削力所引起的夹紧松动。

虽然的夹紧点为三点，但通常盼驱动气缸却是一个，所以还必须采用一定的机构让这三点的夹紧力均匀。

如图所示的结构，左右夹爪间可以浮动，所以力的分配可以自动适应。

而同在一边的两个夹爪可以绕轴线旋转一定的角度，所以也是可以根据实际情形来自动分配承受的夹紧力，这样就可以保证三爪受务的平衡性和合理性。

3．7．3化油器壳体的预定位由于化油器的定位孔通常比较小，一般为8mm和6mm。

为了确保工件能够精确定位，还需要对工件在装夹时进行导向，也就是工件的预定位。

工件的预定位通常要充分利用工件本身的外形结构特点。

当需要支撑化油器的喉管孔或混合室孔外侧时，一般采用半圆叉形结构来预定证。

为防止与定位基准孔或基准面之间的过定位，在半圆叉与工件之间保持有0.2~0.3mm大小的间隙。

当间隙过大时会失去预定位的作用，过小的间隙则会引起过定位。

对于在化油器的柱塞孔外侧的预定位，一般采用V型块结构，而对于其他部分的支撑，也可以采用平面结构。

工件的预定位结构可以在工件装夹时起导向和预定位作用，在加工时防止在夹具异常松动时发生工件飞出的意外。

而在加工完成后夹具松开时，工件会因为定位销底部的弹簧力的作用而发生向外移位，预定位结构有效地防止此时的工件从夹具摔下从而引起工件的变形或破损。

3．7．4夹具上的钻套当采用主轴与套筒间有浮动间隙的气动主轴加工有较高尺寸或粗糙度要求的孔系时，还必须增加钻套结构。

而由于夹具最贴近工件，也接近被加工位置，因此钻套结构也常安装在夹具上。

由于钻套的尺寸、材料、热处理要求比较高，所以一般采用专业厂家生产的钻套。

钻套的安装比较简单，需要一个较高精度且与之形成过渡配合或稍有过盈的安装孔。

较小的钻套可以直接安装其内，而较大的钻套还需根据切削力的方向来安装有紧固螺钉。

(一般切削力的方向为顾时针方向)。

在与钻套配合的刀具的选择上，一般是选择阶梯钻，且与钻套配合的那一阶为光杆，不能开有刀刃，这样可以避免刀具或钻套的非正常磨损。

3．7．5多品种夹具的互换性当所加工的机种数量比较小时，往往要加工多个机种以充分提高机器的利用率。

并不是所有机种都适应用一台机器来加工，在一台机器上加工的机种需要具备一定的条件。

一是具有相同的定位方式，比如是都是一面两销的定位方式，或同是采用中子定位等；二是具有大小差不多的外形尺寸，虽然不要求一致的外形尺寸，但它们的外部形状与尺寸不能相去太远，这样才能方便采用公有的夹紧方式。

三是具有公共的加工要素，这即是多品种工件加工的出发点和目的所在，而且由于具有相同的加工工序和加工参数，使多品种加工成为可能，如果对一品种是镗削加工，而对另外的机种是铰削加工，要实现这种情形下的多品种加工就要困难得多，而且其存在的意义也不大。

多品种加工时的夹具互换时有两种情形，一种是具有相同的定销孔的大小和位置间隔，而且支撑定位面的三点位置也大致相同，另一种只是定销孔的大小、位置间隔或者定位面的支撑点中的一项或多项不一致。

前者可以采用同一定位板，而只需要根据工件夹紧位置不同而更换相应的夹爪，如果连夹爪位置都一致的话，则夹爪也可以通用。

后者则必须采用不同的定位板。

一般要求在多品种转换时。

调整时间要越短越好，所以定位板与夹具的连接必须是采用快速式结构。

在机器的初调试时将各机种工件都调整到理想加工位置。

然后在品种更换时，不太需要重新调整。

从而节约品种更换时的时间。

定位板与夹具间的快速结构通常是通过带弹簧的圆柱销和菱形销与可调位置定位套相配合实现的。

夹具上的圆柱销与菱形销位置相对固定，对应不同机种的不同定位板通过调整定位板上的可调定位套确定其的相对位置。

调整完成后，可调定位套与定位板之间用螺钉锁紧，可以视为位置合理的固定定位套了。

也可以将定位板上的定位套位置在零件加工时就固定下来的，这时不再具有可调的特性。

因此对定位板上的定位套的加工要求相应地提高。

3．8化油器壳体加工的刀具化油器壳体加工常用的刀具有镗刀、钻头、铰刀、丝锥等。

3．8．1镗刀化油器的主要孔，如喉管上侧孔、喉管下侧孔、柱塞孔、混合室孔等，均采用镗削加工。

根据加工要求的不同，要求比较低的孔，如喉管上侧孔、喉管下侧孔采用一次性精镗完成。

而对于要求比较高的孔，如柱塞孔、混合室孔则采用先进行一次粗镗，再进行一次超精镗削的工艺方法。

为了方便地补偿因刀具的磨损而引起的所加工对象的孔径的减小，采用了可调式镗刀的结构，如图所示，可调式镗刀可以方便地补偿刀具磨损，同时也可以在机器调试中方便地设定所需要加工的对象直径。

在加工混合室孔时，由于加工对象在两段具有不同的直径，所以镗刀杆相应地设计有两片刀片，以便形成阶梯镗刀。

可调镗刀示意图3．8．2组合镗刀为提高加工效率，有时还需集成其它刀片。

如在柱塞孔、混合室孔、喉管孔加工时，一般都加入刮端面刀片，这样可以在镗削完成后顺便去掉端面的加工毛刺，或将端面加工到要求的尺寸和粗糙度。

对于柱塞孔、混合室孔还可以集成倒角刀片。

一般刮端面刀片与倒角刀片错开180度分布，这样就可以同时完成刮端面和倒角工序，充分提高了加工的效率。

如图3—7所示。

组合镗刀示意图有时为了保证某些特殊的工艺要求，镗刀上还会集成其他类型的刀片。

如为了保证柱塞孔和主泡沫管孔的同轴度，要在镗刀杆的前端集成钻头或铰刀。

一般是粗镗时集成钻头，而在精镗时集成铰刀。

这样可以充分保证所加工出的两个要素之间保证良好的同轴度。

为方便刀具的制造和加工，一般都采用分体式设计，也就是刀杆与各镗刀片、刮端面刀片、倒角刀片、钻铰刀头分离地制造，然后根据需要进行相应的装配和调整。

在粗镗刀中也可以采用整体式焊接刀片式的设计，虽然刀具的制造和调整比较困难，但由于可以在圆周方向上布置三到四把刀片，与采用单刀片的可调镗刀相比，可以承受较大的切削力，也就是意味着可以加工更大的切削量和吃刀深度。

而且由于是对称设计，镗刀杆承受的径向力大大减小，可以把因镗刀杆的刚性变形所引起的加工对象直径变化减到最小。

因此整体式镗刀杆可以应用在大切削余量和进刀量，而同时对尺寸要求不高的粗镗加工中。

3．8．3钻头钻头主要用于钻孔和扩孔。

由于钻孔的位置与尺寸精度不高，所以也只适用于要求不高的孔。

由于是采用机械自动化加工，主轴与工件的位置固定而相距较远，因而所采用的直柄钻头一般为长型或加长型的钻头。

3．8．4阶梯钻头为提高加工效率或保证所加工孔的同轴度，需要采用阶梯钻头。

如图3—8所示，阶梯钻头可一次加工出所需要的同轴的两阶梯孔或三阶梯孔。

阶梯钻示意图3．8．5铰刀铰刀用于较高精度要求的孔的扩孔加工。

如糟铰怠速泡沫管孔、浮子销孔、针阀座孔、节气门轴孔等。

3．8．6带前导向铰刀带前导向铰刀是专用于精铰主泡沫管孔加工的。