V形定位夹具体磨削方法
江苏省技工院校2012年度机械加工制造中心教研组优秀教研成果
论文
V形定位夹具体磨削方法
姓名 郁 枫
V形定位夹具体磨削方法
摘要：?V型定位夹具是一种常见的定位夹紧方式，主要用于圆柱形工
件的定位，其V型面的对称度要求较高，一般控制在0.01mm。要保证较高对称度，必须在加工中采用特殊的装夹和加工方法才能保证零件精度，现对V形定位夹具体图纸进行分析，制定出合理加工工艺和切削用量，采取正确检测方法，制造出合格的零件，为更多的技术工人学习借鉴。
关键词：V型定位夹具 加工方法 定位 磨削 检测
引言：在机床上用以装夹工件的装置，称为夹具。工件在被加工之前必须安放在机床或机床夹具中，使工件得到一个正确的固定位置或方向，并使工件在加工过程中，虽然受到切削力及其他外力的作用，仍能保证正确的位置或方向。磨床夹具按其通用化的程度和结构特点，可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、成组夹具和可调夹具等，现介绍V型定位夹具磨削加工。V型定位夹具是作为定位元件使用，可以进行测量、也可以用于装夹圆柱进行加工等用途，作为定位及装夹元件，其相互定位的表面之间有较高尺寸精度与位置精度，其加工方法也是一个关键，在平面磨床上加工V形定位夹具体。
正文
V型定位夹具是一种比较特殊的夹具，它的种类很多，其尺寸的大小和结构形式随其用途的不同有很大的差异，其主要元件V型定位，它虽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，定位面与基准面之间的尺寸精度与相互位置精度要求较高，为保证V型定位夹具体的精度要求，在磨削加工时应采用一些特殊的加工方法。
1. 主要技术要求与工艺分析
V形定位夹具如图1a所示，是用45钢锻造成形，V形定位夹具上表面开有V形槽，V形槽夹角为90o±2’, 角度槽宽40㎜，相对宽度80±0.05的对称度公差为0.01㎜,两角度面表面粗糙度为Ra0.8μm，且其支承中心平行于底平面；V形槽主要用于装夹圆柱轴加工端面。在两侧面开有直角槽，在V形槽旁有六只螺纹孔，主要用于压板压紧工件的夹紧用，图1b所示。该工件作为夹具使用，其本身各个面之间有较高的尺寸精度和平行度，现磨削V形定位夹具长（80±0.05）㎜，宽（80±0.05）㎜，高（65±0.05）㎜，各对应两平面有平行度公差为0.015㎜，相邻两平面之间有垂直度公差为0.015㎜，六面表面粗糙度为Ra0. 8μm，如图2所示。
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a) b)
图1 V形定位夹具
a)各种尺寸的V形定位夹具 b) V形定位夹具装夹
技术要求：
热处理淬火HRC42～46
图2 V形定位夹具体
2．工艺路线
锻坯 回火 刨六面体（各平面留加工余量单面0.25㎜～0.30㎜） 划V?形槽、直角槽线 铣V?形槽、直角槽 （各平面留加工余量单面0.25㎜～0.30㎜） 淬火 粗、精磨六面体 磨削V形定位夹具左、右直角槽至尺寸要求 1 粗、精磨V形槽 验检。
3.磨削步骤
⑴ 粗磨削两平面 擦净电磁吸盘工作台，除去工件各面毛刺。以A面为粗基准磨削上平面，光出上平面即可，保证表面粗糙度小于Ra0.8μm。以磨好顶面为基准面，磨削A平面，磨削时要反复翻身，留0.10㎜精磨余量，保证平行度误差小于0.02㎜，表面粗糙度达Ra0.8μm。粗磨后检验平行度及尺寸，再进行精磨，将尺寸磨至（65±0.05）㎜，保证平行度要求。
选用M7130A型卧轴矩台平面磨床，选用砂轮：平行P、磨料WA、粒度60、硬度K、结合剂V。
粗磨时，横向进给量S=（0.1～0.48）B/双行程（B为砂轮宽度）；垂直进给量t=0.015㎜～0.03㎜。精磨时，S=（0.05～0.1）B/双行程，t=0.005㎜～0.01㎜（后面工序的粗、精磨削均采用此磨削用量）。
⑵ 磨削B、C及相对应平面
把平口钳的底面吸在电磁吸盘台面上，以磨削好两平面为基准，用精密平口钳装工件，装夹时要注意B、C平面要露出平口钳，便于磨削。找正B平面，粗磨削B平面，如图3a所示，将B平面磨见光为止。保证表面粗糙度小于Ra0.8μm。然后将精密平口钳连同工件一起翻转90o，磨削C平面，如图3b所示，保证表面粗糙度小于Ra0.8μm，垂直度误差小于0.015㎜。
a) 磨削F垂直平面 b) 磨削C平面
图3 用精密平口钳装夹磨削六面体
用电磁吸盘装夹工件，分别磨削B、C基准对应面，保证尺寸留0.10㎜精磨余量，平行度、垂直度误差小于0.015㎜，表面粗糙度小于Ra0.8μm。粗磨后检验平行度及尺寸，再进行精磨，将尺寸磨至（80±0.05）㎜，保证平行度、垂直度要求。
用精密平口钳装夹方法磨削垂直平面，装夹迅速，磨削效率较高，但是垂直的精度受平口钳本身精度影响，平口钳使用较长时间后，钳口有所磨损，会直接影响零件的磨削后垂直精度。
⑶磨削直角槽
将工件放在电磁吸盘上，以D面为基准，找正A面与纵向平行，在平面磨床上采用切入法磨削，利用薄砂轮磨削周面磨削直角槽的底面，先磨削出一个槽底，尽量磨去1/2余量，等磨削另一个直角槽时，控制两槽底之间距离为40㎜。用砂轮的两侧面用切入法分别磨削直角槽的两侧面，保证槽宽30+0.10 0㎜，粗糙度达图纸要求。用同样方法磨削另一直角槽，控制槽底之间距离为40㎜和槽宽30+0.10 0㎜。
⑷磨削V形槽
90°V形架在磨床上磨削时，其装夹方法有多种，根据不同的零件，可选择不同的装夹方法，常用有用正弦电磁吸盘装夹、用正弦精密平口钳装夹、用导磁V形铁装夹等。磨90°V形架常用夹具如图4所示。
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a) 正弦电磁吸盘 b) 用正弦精密平口钳
/编教材/数码照/正弦永久吸盘6.jpg" \* MERGEFORMAT
c) 用导磁V形铁 d) 正弦永久导磁吸盘
图4 磨90°V形架常用夹具
V形定位夹具上V形槽磨削，以A面为基准，用正弦电磁吸盘装夹工件，找正C对应D面，找正后，将限位块靠住工件右面，正弦电磁吸盘高度H= L×sinβ=150×sin45o=106.066(㎜),磨削V形槽左边45o斜面，磨出即可，保证与B面的轴对称，表面粗糙度及平行度要求。磨好后，取下工件，翻转180o，靠住限位块，磨削中外一个45o斜面，磨出即可，保证与B面的轴对称，表面粗糙度及平行度要求，留0.2㎜精磨余量。检验对称度是否合格，如果对称度合格可进行精磨。精修整砂轮后，精磨V形槽两面，将尺寸控制在图样要求。如果达不到要求，应反复装夹磨削几次，保证达到尺寸要求，见图5所示。所用机床，工具磨床或平面磨床。
/郁枫/磨工/编教材/数码照/正弦电盘磨90-1.jpg" \* MERGEFORMAT
图5 V形槽磨削
4．工件的检测
⑴ 工件的外形尺寸 可用（50㎜-75㎜、75㎜-100㎜）外径千分尺测量，直角槽尺寸可用（0㎜-130㎜）游标卡尺测量。
⑵ V形槽的对称度用量棒和杠杆百分表检验 如图6所示。分别测量出两侧L1和L2的读数差即为对称度误差。
图6 V形槽对称度的检验
⑶用杠杆千分表或千分表在平板上测量工件的平行度 如图7所示。千分表读数的最大差值就是工件的平行度误差。测量小型工件时，也可采用表架不动用手推动工件的方法测量。
图7 在平板上测量工件的平行度
⑷ 用角尺圆柱在平板上测量垂直度 在平板上，把工件与角尺圆柱紧靠，用塞尺检验工件与角尺圆柱间的间隙。用这种方法测量垂直度，注意：角尺圆柱的高度应超过工件高度，以保证测量精度。
⑸ V形槽的角度面相对底基准平面平行度的测量 用千分表在平板上测量检验棒的上素线，如图8所示。测得的千分表的两个读数差即为V形槽角度面相对基准A面的平行度误差。
图8在平板上测量V形槽与基准面的平行度
⑹ V形槽角度的检验
① 用万能角度尺测量V形槽的角度 如图9a所示，180°-α间接测出V形槽半角角度是否合格。
② 通过两根直径不同的测量棒进行间接测量，分别测得尺寸H和h，可求出V形槽角度的实际值,如图9b所示。
a) b)
图9 V形槽实际角度值的测量计算
5．加工时产生问题及解决方法
⑴ V形定位夹具A面磨削时以平面磨床电磁吸盘上定位，由于电磁吸盘表面有划痕及磨屑，造成平行度达不到要求。解决方法：用油石将电磁吸盘上毛刺去除，用油石将已磨削表面四周毛刺去除，用丝棉纸将电磁吸盘、工件定位表面擦干净，进行磨削，经过检验还未达到要求，只能进行修磨电磁吸盘（磨削很少量，电磁吸盘表面光出即可），再去磨削工件，达到平行度要求效果很好。
⑵ 磨削时工件表面粗糙度达不到要求，出现振动波纹。解决方法：严格掌握磨削用量，减少背吃刀量，砂轮横向进给量少一些，适当提高工作台速度，并对砂轮时行重新平衡，从而保证工件表面粗糙度。
⑶ 磨V形槽时，工件以底面和侧面定位，正弦规垫片高度计算要正确，正弦电磁吸盘一定要锁紧，侧面定位块不能松动。在磨削时要保证对称度，即两斜面磨削余量要均匀，要经过多次翻身磨削才能保证对称度。
结束语
通过对V型定位夹具图形分析，加工工艺的安排、加工实践、最后得到较高的零件加工精度，在磨工社会化技能培训中广泛应用，采用一些专用夹具来完成精度要求较高V形槽加工，直角槽的磨削，能很好地让学员掌握中等复杂零件的磨削加工工艺，提高了学员实践动手能力，更适应企业生产需要，为培养具有高素质的技能型职业人才奠定良好的基础。
参考文献
[1] 刘锡河 《高级磨工技能训练》 中国劳动出版社，1998年
[2] 郁枫 《高级磨工工艺与技能训练》 中国劳动社会保障出版社，2007年
[3] 殷作禄 《磨工技师培训教材》 机械工业出版社，2004年
V形定位夹具体磨削方法.doc
