箱體類零件的定位以及銷孔的加工方法

孫瑤

摘 要：箱體類零件的加工中，其定位面、定位孔的選取，夾具定位銷、支承面、夾緊點(diǎn)的設(shè)定等工藝非常重要，國(guó)外一些機(jī)床制造商在這方面已經(jīng)有了很多新的突破與創(chuàng)新。銷孔的尺寸設(shè)定、支承面的形狀確定、夾緊裝置的設(shè)計(jì)等其合理與否對(duì)這些箱體零件的輸送、到位、夾緊、離開及加工尺寸的Cpk值能力保證等都起著決定性的作用。目前，國(guó)外機(jī)床制造商在設(shè)計(jì)箱體零件加工的工藝時(shí)，在設(shè)備選用和夾具的設(shè)計(jì)上與我們傳統(tǒng)的工藝有所不同，在很多方面均有了新的突破與創(chuàng)新，因此如何提高定位銷孔的加工精度其意義重大。

關(guān)鍵詞：箱體類零件；定位銷孔；位置精度

1 選擇機(jī)床

對(duì)于加工孔一般用鉆床，鏜床等機(jī)床，但我們加工的零件不是純粹的孔，因此不合適選擇鉆床，鏜床，針對(duì)這一問(wèn)題，選擇機(jī)床就十分重要，而加工中心是一種綜合加工能力較強(qiáng)的，高效可靠的自動(dòng)化設(shè)備，所以加工中心機(jī)床應(yīng)為首選機(jī)床。

2 刀具

麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、中心鉆、套料鉆﹑鉸刀﹑鏜刀、絲錐﹑特殊用途孔加工刀具等。

3 工件定位

在切削加工中，箱體零件的定位面有兩種：毛坯零件澆鑄面、毛坯零件切削加工面。箱體毛坯零件一般采用熔模或砂模澆鑄而成，毛坯的初始定位基準(zhǔn)到型腔之間的相互位置尺寸較穩(wěn)定準(zhǔn)確。以毛坯零件的澆鑄面作為工件加工定位面，當(dāng)夾具采用合適的定位支承面時(shí)，一般能滿足產(chǎn)品零件圖的相關(guān)位置尺寸對(duì)毛坯基準(zhǔn)的尺寸要求。采用毛坯來(lái)定位時(shí)，一般多采用六點(diǎn)定位限制其自由度。而毛坯經(jīng)過(guò)初始切削后，一般采用“一面兩銷”來(lái)定位，其定位面由1個(gè)大平面或24個(gè)錯(cuò)落的小平面組成。目前國(guó)外機(jī)床制造商在設(shè)備的定位支承面上，由原先簡(jiǎn)單的定位塊（麻將塊）→定位塊帶氣孔檢測(cè)孔→定位塊由氣孔檢測(cè)孔變成冷卻液孔，根據(jù)流量與壓力來(lái)達(dá)到檢測(cè)與沖洗的雙功能作用的改進(jìn)過(guò)程，以此檢測(cè)功能來(lái)驗(yàn)證零件是否已經(jīng)到位。在加工過(guò)程中起到夾具夾緊前的防錯(cuò)作用及清除定位塊上的切屑作用，保證加工零件相對(duì)定位面的尺寸準(zhǔn)確穩(wěn)定。

工件定位孔的尺寸箱體零件的定位孔，有輸送定位孔、加工工藝定位孔和裝配定位孔。前兩孔在加工中起到工件輸送、工件定位的作用。定位孔尺寸設(shè)定的大小，直接關(guān)系到箱體零件的尺寸加工精度，對(duì)工件裝夾是否方便、刀具壽命的高低等等有著相關(guān)因果。發(fā)動(dòng)機(jī)箱體類零件的輸送與加工定位一般多采用一面兩銷來(lái)定位，這是最普通實(shí)用的傳統(tǒng)定位方式。它可限制工件的六個(gè)自由度，定位穩(wěn)定可靠。但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的不斷提高，產(chǎn)品的加工精度要求提高及工件在專機(jī)線上輸送的速度加快，從而產(chǎn)生一對(duì)相沖突的矛盾：在零件加工定位時(shí)，工件定位孔的孔徑與定位銷的配合間隙越小越好，而零件在專機(jī)線上進(jìn)出定位銷輸送時(shí)及工件在加工工位裝卸過(guò)程中，定位孔的尺寸與定位銷的尺寸配合間隙越大越方便，對(duì)輸送來(lái)說(shuō)輸送桿上升下降，零件進(jìn)出定位銷能達(dá)到進(jìn)出自如。定位銷孔的尺寸設(shè)定大小，各有利弊。

1.定位孔大：

（1）工件輸送到加工工位，工件進(jìn)入定位銷方便；

（2）工件離開工位定位銷順暢；

（3）加工鉸刀制造精度要求下降；

（4）鉸刀的使用壽命提高；

（5）與定位銷孔相關(guān)的加工位置尺寸變化大。

2.定位孔小：

（1）工件輸送中與工位定位銷位置要求高，工件不易輕易到位

（2） 工件離開定位銷時(shí)易翻缸；

（3） 鉸刀制造精度高；

（4）鉸刀使用壽命低；

（5）與銷孔相關(guān)的加工位置尺寸精度高。

如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的加工工藝定位孔的制造尺寸一般取直徑16+0.021mm，最大0.021mm的銷孔尺寸變化一般能滿足加工中的各種技術(shù)要求，但碰到特殊情況也會(huì)造成其它新的不符要求。國(guó)外目前對(duì)箱體零件的銷孔尺寸設(shè)計(jì)上，有放大的實(shí)例。如某缸體在專機(jī)線上加工，其加工定位銷孔及輸送定位孔均為同一對(duì)孔，其孔徑尺寸為直徑16+0.043mm，與常見的直徑16+0.021mm有明顯的差異。定位夾緊的變化銷孔孔徑的變化，傳統(tǒng)的夾緊方式加工，必定會(huì)出現(xiàn)加工尺寸精度上的差異。在專機(jī)線加工或CNC加工中心加工，前者兩孔一般采用兩把刀具，后者兩孔使用一把刀具。CNC加工，用一把刀具加工兩只定位孔，其孔徑幾乎一樣，定位時(shí)沒有兩孔之間的轉(zhuǎn)向誤差，只有銷子與銷孔的配合間隙造成的轉(zhuǎn)向誤差。而專機(jī)加工，刀具的選擇上，當(dāng)只要滿足加工要求時(shí)，兩孔之間會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向誤差。如何滿足輸送裝卸方便，又能達(dá)到加工精度要求？目前國(guó)外多家機(jī)床制造商在精加工中多采用新的夾緊方式來(lái)提高零件的尺寸加工精度。

4 加工工藝

根據(jù)孔的結(jié)構(gòu)不同和技術(shù)要求的不同，采用不同的方法：

1.非配合孔一般是采用鉆削加工直接把孔鉆出來(lái)。

2.配合孔需要鉆孔的基礎(chǔ)上，根據(jù)被加工孔的精度和表面要求，采用鉸削﹑鏜削、磨削等精加工方法作進(jìn)一步的精加工。

3.當(dāng)孔的表面質(zhì)量要求很高時(shí)，還需要采用精細(xì)鏜、研磨、銜磨、滾壓等表面光整加工方法，

4.對(duì)非圓孔的加工則要采用插削、拉削及特種加工方法。

提高工藝方法加工的位置精度：

1.提高鉆模板導(dǎo)向孔精度，坐標(biāo)精度為±0.005。

2.加長(zhǎng)導(dǎo)套的引導(dǎo)長(zhǎng)度，L/d>3～5，導(dǎo)套的配合精度為H6/g5，形狀誤差不大于0.005。

3.盡量減少導(dǎo)套至加工孔間距離。

4.為保證模板定位精度，采用過(guò)定位方法（3～6個(gè)圓柱銷）來(lái)固定模板。

用這些方法后可相對(duì)提高定位銷孔的位置精度，但要保證或提高鉆模板的導(dǎo)向精度就需要定期對(duì)夾具進(jìn)行拆卸，重新修正。

加工中心加工工件預(yù)先有底孔時(shí)處理方法。

加工中心加工工件預(yù)先有底孔時(shí)，采用精密鏜削（或剛性鏜削）能夠加工出位置精度很高的孔，如：在坐標(biāo)鏜上鏜孔。工件無(wú)底孔而且要求鉆孔的位置精度很高時(shí)，通常在鉆孔前打中心孔，以保證孔位置精度，但不及前者加工精度高。

為了保證機(jī)床具有高的孔加工精度和適宜批量生產(chǎn)，采取如下措施。

1.采用短鉆頭、短鉸刀，提高刀具系統(tǒng)的剛度。

2.采用高精度、高剛度的單軸鏜削頭組成的四個(gè)鏜削頭（其中兩個(gè)用于鉆孔，兩個(gè)用于鉸孔），實(shí)現(xiàn)軸間距可調(diào)（軸間距可調(diào)至±0.005以內(nèi)），保證孔的位置有很高的精度，而且可實(shí)現(xiàn)多品種加工。

3.采用高剛性的雙工位移動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行鉆孔與鉸孔。

加工中不采用導(dǎo)向套具原因：

采用短鉆頭、短鉸刀，使加工部位接近主軸端部，加工孔位不易偏移，易保證孔位精度。

零件加工步驟考慮情況：

1.按加工精度：當(dāng)零件表面精度較高時(shí)則按粗加工—半精加工—精加工順序進(jìn)行，當(dāng)位置精度較高時(shí)則對(duì)全表面按粗加工—半精加工—精加工順序進(jìn)行。

2.按加工零件特征：對(duì)于既有洗削面又有座標(biāo)孔的可按照先銑后鏜的順序。

3.按加工工位特征：相同工位的零件采用工序集中的方法。

4.按機(jī)床特征：加工過(guò)程中應(yīng)特別注意經(jīng)過(guò)機(jī)構(gòu)的方向間隙對(duì)加工零件精度的影響。對(duì)于孔加工位置要求較高在安排加工順序時(shí)應(yīng)避免將反向間隙帶入

5 銷孔的加工

1.孔加工在零件內(nèi)表面加工，有以下幾方面的特點(diǎn)

（1）孔加工刀具多為定尺寸刀具，在加工過(guò)程中，刀具磨損造成的形狀和尺寸的變化會(huì)直接影響被加工精度。

（2）由于受被加工孔尺寸的限制，切削速度很難提高，影響加工效率和加工表面質(zhì)量，尤其是在對(duì)較小的孔進(jìn)行精加工。

（3）刀具的剛性較差，在加工時(shí)，由于軸向力的影響，容易產(chǎn)生彎曲和震動(dòng)，刀具剛性對(duì)加工精度的影響很大。

（4）切削排除困難，冷卻液很難進(jìn)入加工區(qū)域，散熱條件差，切削區(qū)域熱量集中，溫度較高，影響刀具的耐用度和加工質(zhì)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，孔加工的重要性越來(lái)越重要，它對(duì)于配合機(jī)件來(lái)說(shuō)是必不可少的部分，其應(yīng)用大到軍事，科技，航空航天，小到機(jī)械生產(chǎn)，生活用品，可以說(shuō)定位銷孔的位置精度十分重要，不管是現(xiàn)在還是將來(lái)孔的加工將會(huì)越來(lái)越重要，我相信隨著社會(huì)的發(fā)展孔加工的方法會(huì)越來(lái)越完善。

參考文獻(xiàn)

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