巧用工藝保證設備形位公差要求

董宏洲，石皓天，王國英，趙發銀

(1.中國兵器工業第五八研究所 產品制造部，四川 綿陽 621000;2.重慶市第八中學，重慶 400030)

隨著科學的發展，控制手段越來越科學，機械零部件也越來越標準化和集成化，一般自動化設備僅靠簡單的機械結構配以相應的控制手段就能完成其復雜的功能。絕大多數功能性機械結構件，都能在市面上買得到，自制零部件越來越少，因而自動化設備機械設計人員多數情況下是采用搭積木方式完成設備的設計工作，上述原因造成自動化設備機械結構設計人員普遍缺乏機械結構經驗，尤其缺乏機加工藝經驗。

本文主要以× × ×項目× × ×彈緊口機為例，簡要介紹如何利用工藝手段來保證設備形位公差要求，說明設計人員熟悉工藝，并在設計中適當利用工藝手段來保證設備零部件的形位公差要求的方法，往往事半功倍。

1 緊口機的結構組成及工作過程

緊口機主要實現彈頭與彈殼結合后的緊口功能，主要分為3 大部分組成，其結構簡圖如圖1。

圖1 緊口機的結構

工作過程:

1)人工將全彈放到專機工作位置;

2)頂升氣缸動作，將全彈升到緊口位置，實現軸向定位;

3)緊口機構氣液增力缸動作，帶動緊口機構動作實現緊口;

4)保壓一定時間后，氣液增力缸縮回，頂升氣缸復位，以便人工能將彈取出;

5)頂升氣缸復位后，人工將緊口后的全彈從專機工作位置取出;同時將下一發全彈放到專機工作位置，進入下一輪工作循環。

2 需要解決的問題分析及其采取的措施

× × ×彈緊口機結構上主要是需要保證頂升機構與緊口機構對應孔同軸度。以下將詳細介紹如何利用工藝手段來保其同軸度要求。

1)上下安裝板基準孔同軸度的保證

緊口機四柱架是緊口機的安裝架，是整個設備的安裝基礎，類似液壓機的四柱結構，緊口機構和頂升機構分別安裝于機架上下安裝板上，通過機加工藝保證上下安裝板基準孔φ210H8 同軸度，緊口機構和頂升機構分別安裝于上下安裝板基準孔上，靠其定心定位。因為是單機生產，所以整個過程主要利用一次裝夾加工兩件零部件相關相應孔(或軸)的方法，來保證相對應孔(或軸)的同軸度或等距，具體過程如下。

a)確保上下安裝板兩面平行。

b)將上下安裝板一次裝夾，一次性鏜出2 個基準孔φ210H8 及4 個立柱連接用孔φ32H8。同時保證孔與上下安裝板兩面垂直。

c)保證4 件立柱與孔配合的兩端外圓φ32f7 同軸度，中間外圓長度尺寸控制在一定公差范圍之內。

通過以上幾點措施后，四柱架裝配后，基本能保證上下安裝板平行，基準孔同軸，完全能滿足設備對裝配的形位公差要求。

圖2 四柱架簡圖

2)緊口機構與基準孔同心的保證

圖3 緊口機構

這個環節相對容易保證，雖然零部件較多，但都是裝配在同一軸線上的軸類或套筒類零部件，只要保證各個零部件工作配合孔(或軸)與安裝套定位外圓φ210f7 同軸度即可。

3)保證頂升機構與緊口機構同軸度

要保證頂升機構要與緊口機構同軸度，就需要保證頂升機構中的盛彈套內孔φ41.5 與安裝法蘭盤定位外圓φ210f7的同軸度，同時也要確保兩套導向軸、導向套同軸線的孔φ25H7 和φ40H8 同軸度。

為此在加工時，將升降塊與安裝法蘭盤一次裝夾:一次性加工出安裝法蘭盤定位外圓φ210f7 和升降塊心軸定位孔φ40H8;一次性加工出與導向軸，導向套相配合的孔φ25H7和φ40H8。盛彈套通過心軸定位，間接保證盛彈套與法蘭盤定位外圓210f7 同軸。這樣就能保證導向軸在導向套上下升降時，盛彈套內孔與安裝法蘭盤定位外圓同軸度。

圖4 頂升機構

4)關于零部件機械加工誤差及相互配合間隙產生的累積誤差的補償

機械加工各個環節都存在加工誤差，多個零部件裝配，也有間隙，其誤差會積累，為此設計時在頂升機構的盛彈套與彈之間留有1.5 mm 間隙，緊口模具組件在緊口時，緊口模收攏，自動將彈調整到中心位置。這樣可以完全消除在前述誤差。

3 結束語

本文詳細論述了× × ×彈緊口機的組成結構和過程，以及怎樣利用機加工藝解決設備同軸度要求。方案完全是利用機加工藝來其形位公差(主要是設備零部件相互間的同軸度)，也不需要設計時對零部件的形位工差作過高的要求。結構得到大大的簡化，降低了單個零部件的加工精度，加工成本得到大幅度降低，節約了裝配調試的時間，最大限度的降低了成本。說明設計人員熟悉工藝，并在設計中適當利用工藝手段來保證設備零部件的形位公差要求的方法，確實能起到事半功倍的效果。

［1］成大先. 機械設計手冊［M］. 北京: 化學工業出版社，2004.

［2］楊叔子.機械加工工藝師手冊［M］.北京:機械工業出版社，2001.