淺談多面組合體的孔加工方法

摘 要：本文通過(guò)分析、計(jì)算、講述多面組合體各零件的孔加工方法，分析各部分加工可能產(chǎn)生的問(wèn)題和解決方法，最終總結(jié)出兩套較合理的孔加工方法。

關(guān)鍵詞：鉆孔 銼削 夾具 配鉆 對(duì)稱度

近年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，技術(shù)水平要求也日益提高。全國(guó)性的、國(guó)際性的各類技能大賽輪番舉辦，題目形式不斷推陳出新，難度越來(lái)越大，涉及到的知識(shí)面越來(lái)越廣。本文所探討的“多面組合體”為2006年“第二屆全國(guó)職工職業(yè)技能大賽”鉗工決賽實(shí)操操作技能考件（如圖1所示），要求外形等各部分加工精度在±0.02mm，部分與孔相關(guān)的尺寸要求在-0.02mm，孔加工精度要求也相對(duì)較高，均是H7與芯軸配合，綜合難度較高。其中，最大的難點(diǎn)在于要保證各孔孔徑、對(duì)稱度和垂直度的準(zhǔn)確。筆者在多次反復(fù)加工中，在加工過(guò)程遇到了各種技術(shù)上的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)總結(jié)，筆者在此提出兩套較為合理并能提高加工效率和質(zhì)量的孔加工方法：若比賽中允許借助輔助工具（如夾具），則利用夾具進(jìn)行配鉆、配鉸孔加工；分別以件2、件3、件4為基準(zhǔn)，配鉆、配鉸件1的孔。

圖1 多面組合體

技術(shù)要求：

第一，自制φ8、φ10、φ12mm長(zhǎng)度30mm芯軸各三件。

第二，用芯軸定位，四件能同時(shí)裝配，否則不能得裝配分。

第三，件1以標(biāo)記圖飾為基準(zhǔn)，件2、件3分別作兩面翻轉(zhuǎn)，件3并能以角1-角2、角1-角3、角1-角4轉(zhuǎn)換定位。

第四，裝配后件2、件3、件4相關(guān)接觸面配合間隙不大于0.03mm，20處。

第五，組裝后以件1為基準(zhǔn)，按評(píng)分要求檢測(cè)相關(guān)件平行度9處，對(duì)稱度3處。

第六，裝配外觀整齊，零件圖中有標(biāo)注尺寸部位均需加工。

一、圖樣分析

多面組合體由件1（底板）、件2（V形塊）、件3（多面體）、件4（三V形塊）四件經(jīng)φ8、φ10、φ12mm芯軸定位裝配完成，件1以標(biāo)記圖飾為基準(zhǔn)，件2、件3分別作兩面翻轉(zhuǎn)，件3并能以件4三向轉(zhuǎn)換定位。考慮裝配中件3需三位置與件2和件4配合，件2、件3并分別作兩面翻轉(zhuǎn)，要求φ8 H7、φ10H7、φ12H7的孔和φ8h7、φ10h7、φ12h7芯軸配合。因此，多面組合體在加工中最大的難點(diǎn)在于孔加工。

二、孔加工方法

1.孔加工方法一

（1）將配鉆夾具放到Z4113A型鉆床可旋轉(zhuǎn)的小工作臺(tái)上，并在底板對(duì)角擰緊角板上的螺釘，稍稍固定夾具。

（2）把外形尺寸已完成的工件底板安裝到夾具上，確保工件的兩個(gè)相互垂直基準(zhǔn)面與夾具的兩直角面完全重合，并用角板與銅片固定其位置，最后把螺釘擰緊（先配鉆φ12mm的孔）。

（3）在平板上劃出帶圓弧的小V形塊其中一孔的中心線，中心線尺寸在圖樣要求9.55mm、12mm的基礎(chǔ)上再加0.1mm，即9.65mm、12.1mm，如圖2所示。然后鉆出φ11.8mm的孔，如圖3所示。再以孔為基準(zhǔn)，將兩基準(zhǔn)面（圖3中帶直角符號(hào)的兩面）與孔中心的尺寸銼至（9.55、12）±0.02mm，最后將工件長(zhǎng)度方向的尺寸銼至58.6-0.02mm。此工序采取單獨(dú)加工的方式。

（4）將已完成以上工序的小V形塊裝到配鉆夾具中，根據(jù)小V形塊已加工孔中心位置（12±0.02㎜這一方向）的實(shí)際尺寸，結(jié)合圖樣要求確定底板與小V形塊間的量塊2的尺寸，量塊2：14.5-12=2.5；根據(jù)底板mm和小V形塊mm這兩個(gè)方向的實(shí)際尺寸，計(jì)算小V形塊基準(zhǔn)面與底板基準(zhǔn)面的距離，量塊1：（實(shí)際尺寸-實(shí)際尺寸）/2，利用手力使得小V形塊與量塊1、2，量塊1、2與夾具的兩直角邊，以及小V形塊與底板緊緊重合在一起，再用角板、銅片、螺釘把底板和小V形塊固定、壓緊。

（5）將準(zhǔn)備好的φ11.88mm圓柱棒鉆夾上，找正孔的中心位置與圓柱棒的中心線重合，然后把圓柱棒拆下，換上φ3mm的鉆頭以高速、均勻的進(jìn)給速度將底板鉆穿，再換上φ6.7mm鉆頭進(jìn)行第一次擴(kuò)孔，隨后換上φ11.9mm的鉆頭進(jìn)行第二次擴(kuò)孔，最后換上φ12H7的機(jī)用鉸刀進(jìn)行配鉸，完成第一孔的配鉆、鉸加工。保持夾具底板、鉆床鉆夾頭位置不動(dòng)，擰松固定小V形塊和工件底板的螺釘，將工件底板反面裝夾，并確保工件的兩個(gè)相互垂直基準(zhǔn)面與夾具的兩直角面完全重合，并用角板與銅片固定其位置，最后把螺釘擰緊。

（6）小V形塊同樣反面裝夾，若孔中心9.55㎜的實(shí)際尺寸是（9.55-0.02mm），在保證兩件孔距（39.5±0.02mm）的前提下，量塊1也隨之有所變化，量塊1：〔（實(shí)際尺寸-實(shí)際尺寸）/2〕-0.02mm；若孔中心9.55mm的實(shí)際尺寸是（9.55+0.02mm），則量塊1：〔（實(shí)際尺寸-實(shí)際尺寸）/2〕+0.02mm，量塊2的尺寸不變，利用手力使得小V形塊與量塊1、2，量塊1、2與夾具的兩直角邊以及小V形塊與底板緊緊重合在一起，再用角板、銅片、螺釘把底板和小V形塊固定、壓緊。換上φ3㎜的鉆頭以高速、均勻的進(jìn)給速度鉆出導(dǎo)向孔并將底板鉆穿，再換上φ6.7㎜鉆頭進(jìn)行第一次擴(kuò)孔，隨后換上φ11.9㎜的鉆頭進(jìn)行第二次擴(kuò)孔，最后換上φ12H7的機(jī)用鉸刀進(jìn)行配鉸，完成第二孔的配鉆、配鉸加工。

（7）三V形塊與底板的配鉆加工方法和上述小V形塊的定位方法、加工方法基本上是一致的。

（8）最后把已經(jīng)配鉆完成的小V形塊和三V形塊分別用φ12mm和φ10mm的芯軸裝配在底板上，再配上已按圖樣要求加工完成帶孔（直徑<φ7.9mm）的多面體（單獨(dú)加工孔及其他尺寸），然后用角板壓在多面體的兩頭，擰緊螺釘，壓緊，進(jìn)行配鉆、配鉸。孔加工完成。

2.孔加工方法二

（1）在92±0.10×59.1±0.10mm毛坯上劃出φ8mm孔的位置線。用φ5.8mm麻花鉆鉆出底孔并用φ6mm機(jī)絞刀絞孔；檢查確保孔的位置尺寸52.46mm和10.53mm的準(zhǔn)確性，尺寸誤差可通過(guò)修銼基準(zhǔn)面或修銼孔壁加以糾正。若無(wú)法糾正，可換另一方向重新鉆孔。

（2）按圖劃好件3輪廓線并將其鋸下（注意預(yù)留足夠加工件2的毛坯），加工好件3外形。

（3）劃線確定件2其中一個(gè)φ12mm孔的位置，用φ5.8mm麻花鉆鉆出底孔并用φ6mm機(jī)絞刀絞孔（該步可與步驟二同步進(jìn)行）。檢查孔的位置精度，必要時(shí)修銼基準(zhǔn)面，確保孔的位置尺寸12mm和9.55mm合格。再加工好件2外形。

（4）加工件4。在66.5±0.10×23±0.10mm毛坯上劃線確定其中一φ10mm孔的位置，用φ5.8mm麻花鉆鉆出底孔并用φ6mm機(jī)絞刀絞孔。檢查孔的位置精度，必要時(shí)修銼基準(zhǔn)面，確保孔的位置尺寸13mm和8mm合格。再加工好件4外形。

（5）加工好件1外形，將件2與件1配合，用磁鐵、量塊定位并用壓板壓緊在平板上，用φ7.8mm鉆頭對(duì)件2的φ6mm孔擴(kuò)孔并將件1鉆穿。

（6）將件2翻轉(zhuǎn)180°與件1配合，用磁鐵、量塊定位并用壓板壓緊在平板上，用φ9.8mm鉆頭對(duì)件2的φ7.8mm孔擴(kuò)孔并將件1鉆穿，再用φ11.8mm鉆頭擴(kuò)孔、用φ12mm絞刀絞孔并插入圓柱銷(xiāo)。

（7）將件1、件2一起翻轉(zhuǎn)180°，用圓柱銷(xiāo)、磁鐵、量塊定位后壓緊，用φ9.8mm鉆頭對(duì)件1的φ7.8mm孔擴(kuò)孔并鉆穿件2，再用φ11.8mm鉆頭擴(kuò)孔，最后用φ12mm絞刀絞孔并插入圓柱銷(xiāo)。

（8）將件3與件1、件2配合，檢查件3的φ6mm孔與件2上兩個(gè)φ12mm孔的中心距和對(duì)稱度，合格后將件3壓緊在件1上，用φ6.5mm鉆頭對(duì)件3的φ6mm孔擴(kuò)孔并將件1鉆穿，再換上φ7.8mm鉆頭擴(kuò)孔，最后用φ8mm絞刀絞孔并插入圓柱銷(xiāo)。

（9）將件4與配合好的件1、件3配合，用磁鐵、量塊定位并用壓板壓緊在平板上，用φ6.5mm鉆頭對(duì)件4的φ6mm孔擴(kuò)孔，并將件1鉆穿。

（10）將件4翻轉(zhuǎn)180°后與件1、件3配合，用磁鐵、量塊定位并用壓板壓緊在平板上，用一φ7.8mm鉆頭對(duì)件4的φ6.5mm孔擴(kuò)孔并將件1鉆穿，再用φ9.8mm鉆頭擴(kuò)孔，用φ10mm絞刀絞孔并插入圓柱銷(xiāo)。

（11）將件1、件3、件4一起翻轉(zhuǎn)180°，用圓柱銷(xiāo)、磁鐵、量塊定位后壓緊，用一φ7.8mm鉆頭對(duì)件1的φ6.5mm孔擴(kuò)孔并鉆穿件4，再用φ9.8mm鉆頭擴(kuò)孔，最后用φ10mm絞刀絞孔并插入圓柱銷(xiāo)。孔加工完成。

三、小結(jié)

生產(chǎn)實(shí)踐證明，使用方法一進(jìn)行孔加工時(shí)，操作簡(jiǎn)便，結(jié)合量塊作為輔助工具配鉆時(shí)，大大減輕了操作者裝夾工件的難度，而且提高了裝夾工件的速度、位置精度及準(zhǔn)確性，更重要的是讓整個(gè)工件的孔加工精度得到了保證，提高了生產(chǎn)效率。不足之處在于，在競(jìng)賽時(shí)一般不能使用夾具，只能用方法二進(jìn)行加工。方法二基本按常規(guī)方法加工，不同的是，先鉆孔再進(jìn)行銼削精修，保證了孔的位置精度，還巧妙地利用了基準(zhǔn)重復(fù)使用的原則，使誤差大大減小。方法二雖然比方法一耗時(shí)長(zhǎng)，但也能在保證加工精度的同時(shí)在比賽規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

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[2]薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

（作者單位：廣東省國(guó)防科技高級(jí)技工學(xué)校）