某安裝架同軸度超差的原因分析及解決措施

張益泉，趙發銀

(中國兵器工業第五八研究所 產品制造部，四川 綿陽 621000)

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某安裝架同軸度超差的原因分析及解決措施

張益泉，趙發銀

(中國兵器工業第五八研究所 產品制造部，四川 綿陽 621000)

摘要：在機械加工過程中，經常會遇到一端外圓與另一端的內孔同軸，中間通過壁厚較薄圓環連接的安裝架。針對安裝架的外圓與內孔同軸度誤差超差的問題，從材料、加工工藝和所用工裝等3個方面進行分析，找到了同軸度超差的主要原因，制定了相應的解決措施，繪制了工藝流程圖，編制了詳細的加工工藝。通過采取增加時效工序，合理安裝工藝流程以及改進工裝等措施，解決了質量問題，提高了安裝架外圓與內孔的同軸度，為今后同類產品的加工提供了寶貴的經驗。

關鍵詞：同軸度；原因分析；工裝；工藝

在機械加工過程中，經常會遇到圓環類形式的安裝架。這種安裝架要求一端外圓必須與另一端的內孔同軸，中間通過壁厚較薄的圓環連接。為了減輕質量，攜帶方便，通常選用鋁合金材質2A12-T4作為原材料。

1問題描述

某型安裝架在機械加工完畢后的最終檢驗時，發現部分零件內孔與另一端外圓的同軸度誤差>0.05 mm，與設計圖樣要求(≤0.025 mm)相距甚遠，零件的檢驗合格率<85%。因外圓與內孔的大小尺寸已經加工到位，無法進行返工，只能選擇報廢處理，這不僅增加了加工費用，而且延長了產品的加工周期。

2安裝架的結構

安裝架的內孔與另一端外圓通過外徑100 mm、內徑90 mm和長度40 mm的圓環連接，壁厚只有5 mm。由于特殊的性能要求，需在圓環上對稱加工2處寬32 mm的觀察孔，在外圓所在端面上加工6處安裝孔。安裝架結構圖如圖1所示。

圖1　安裝架結構圖

3原因分析

3.1材料的內應力

安裝架的材料為鋁棒(2A12-T4-GB/T 3191—1998)，由于鋁的熱導率是鋼的3倍，在切削加工過程中，因受到切削熱的影響，安裝架被切削面及附近區域的溫度很高，冷卻后安裝架內部就產生了內應力，致使零件結構緩慢產生變形[1]，從而造成同軸度超差。如果在精車工件外圓與內孔前增加時效工序，消除之前切削過程中產生的內應力，就可以避免因內應力而造成的同軸度誤差。

3.2加工工藝

應在連接安裝架外圓與內孔的圓環上銑削2處寬度32 mm的觀察孔，同時應在外圓的端面上鉆6處安裝孔。由于圓環的壁厚只有5 mm，在銑削觀察孔和鉆安裝孔的過程中，安裝架將承受較大的切削力，導致安裝架發生變形。如果在觀察孔和安裝孔加工完成后，再精車安裝架的外圓與內孔，就可以減小同軸度誤差。

3.3加工時所用工裝

為保證安裝架的同軸度，生產人員在精車完一端內孔后，需通過心軸定位內孔，再精車另一端外圓，之后利用拉拔分離心軸與安裝架。在分離過程中，拉拔直接接觸安裝架，因拉拔作用力較大，也容易造成安裝架發生變形。如果在心軸與安裝架之間增加1個墊圈，這樣拉拔只接觸墊圈，不會接觸到安裝架，就可以避免因分離心軸與安裝架而造成的同軸度誤差[2]。

4制定措施

通過對安裝架材料、加工工藝及所用工裝進行分析，確定解決安裝架外圓與內孔同軸度超差的主要措施為：1)增加時效工序，及時消除切削過程中產生的內應力；2)合理安排工藝流程，先加工觀察孔和安裝孔，再精車外圓與內孔；3)改進工裝，分離心軸和安裝架時增加1個墊圈，避免拉拔直接接觸安裝架。

5繪制工藝流程圖

根據上述措施，繪制了相應的機械加工工藝流程圖(見圖2)。

圖2　安裝架機械加工工藝流程圖

6編制工藝

為了減小安裝架的同軸度誤差，根據工藝流程圖，編制了如下工藝。

第1步：粗車安裝架的外圓與內孔，單邊留加工余量1.5 mm。

第2步：將安裝架放入恒溫箱，溫度調節至150～180 ℃，保溫15 h，以消除粗車過程中產生的內應力。

第3步：半精車安裝架的外圓與內孔，單邊留加工余量0.5 mm。

第4步：銑削圓環上的觀察孔，鉆端面上的安裝孔。

第5步：將安裝架再次放入恒溫箱，溫度調節至150～180 ℃，保溫15 h，以消除半精車、銑削和鉆孔過程中產生的內應力。

第6步：精車安裝架的內孔至設計尺寸，根據內孔大小配車相應的定位心軸，同時加工1個墊圈。夾持定位心軸，在心軸上穿入該墊圈后再壓入安裝架，然后精車另一端的外圓至設計尺寸，最后利用拉拔抓住墊圈，緩慢分離安裝架與心軸。

7效果檢查

按照上述工藝，加工了10件安裝架，所測得的同軸度誤差值見表1。

表1　安裝架同軸度誤差檢測表

由表1可以看出，所有安裝架的同軸度誤差均滿足圖樣要求，零件的檢驗合格率達到了100%。

8結語

通過對安裝架材料、加工工藝及所用工裝進行分析，找出了內孔與外圓同軸度超差的原因，制定了相應的解決措施(增加時效工序、合理安裝工藝流程和改進工裝)，并編制了詳細的加工工藝，解決了質量問題，提高了加工質量，為今后同類產品的加工提供了寶貴的經驗。

參考文獻

[1] 徐耀信. 機械加工工藝及現代制造技術[M]. 成都: 西南交通大學出版社, 2005.

[2] 林文煥, 陳本通. 機床夾具設計[M]. 北京: 國防工業出版社, 2008.

責任編輯鄭練

Cause Analysis and Solutions on a Mounting Bracket Coaxial Degree of Super Bad

ZHANG Yiquan, ZHAO Fayin

(Department of Product Manufacturing, No.58 Research Institute of China Ordnance Industries, Mianyang 621000, China)

Abstract：In the machining process, often encounter at one end and the cylindrical hole at the other end of the coaxial, and the middle hole is through the installation of the wall thickness thin ring connection. In view of quality problems of the outer circle and inner hole on the mounting bracket alignment error, from the analysis of material, processing technology, and soon, find out the main reason of the coaxial degress error, and formulate corresponding measures to draw the process flow diagram, prepare detailed processing technology. By increasing the aging process, the reasonable installation process, and improving the tooling, solve the quality problems, improve the mounting bracket and the cylindrical inner hole alignment. It provides a valuable experience for later similar products processing.

Key words:alignment, the reason analysis, tooling, process

中圖分類號：TH 16

文獻標志碼:A

收稿日期：2015-11-17

作者簡介：張益泉(1962-)，男，工程師，主要從事工藝技術等方面的研究。