薄壁艙體套接式鉆模的設計與應用

王喆

（貴州航天風華精密設備有限公司，貴州 貴陽 550009）

薄壁艙體套接式鉆模的設計與應用

王喆

（貴州航天風華精密設備有限公司，貴州 貴陽 550009）

本文針對某設備艙殼體的壁厚薄，易變形，對接孔精度要求高，艙體對接采用套接等結(jié)構(gòu)特點，深入工藝分析，設計出符合零件特性、滿足裝配要求的套接式鉆模。通過鉆模的準確定位和裝夾的可靠性，保證了對接孔的精度要求，尺寸的穩(wěn)定性和一致性，并提高了加工效率。

薄壁艙體；對接孔；套接式鉆模

該殼體是某型號導彈的部件，在裝配中連接雷達艙殼體和遙測艙殼體，連接的方式與我公司常規(guī)型號艙體對接采用端框螺栓連接不同，采用的是套接的方式。在零件的首批加工中，用臥加鉆底孔，鉗工再鉸孔的工藝方式，因子數(shù)銑鉆底孔，邊距難以保證，尺寸不穩(wěn)定，導致鉗工鉸孔后孔邊距不同程度超差。為了保證對接孔的加工精度，尺寸的一致性，滿足裝配中高精度的定位要求，本文分析零件的結(jié)構(gòu)特點和艙體裝配方式，設計出滿足要求的套接式鉆模，通過鉆模的準確的定位和裝夾的可靠性，保證了對接孔的精度要求，有利于質(zhì)量的穩(wěn)定，并提高了生產(chǎn)效率。

1 艙體結(jié)構(gòu)簡介

零件圖如圖1所示。

圖1 艙體結(jié)構(gòu)圖

零件特點分析。

（1）該零件是一個薄壁的多腔、無端框、剛性差的殼體，殼體材料為ZL114A。

（3）殼體變形比較大，孔距公差±3′難以保證，從艙體裝配時是前后兩艙體相互撐圓這一理念出發(fā)，利用艙體內(nèi)孔公差比較緊，設計一脹胎將艙體撐圓，滿足孔的位置精度和圓周方向孔距一致。

（4）孔的精度和位置尺寸很難保證，同時變形大，不易裝夾，對鉆模的要求很高。

2 鉆模的設計及工藝分析

（1）殼體變形大，為了滿足孔與孔之間角度公差，設計一脹胎將內(nèi)孔撐圓。① 殼體內(nèi)孔尺寸為φ，為了撐圓的圓度滿足要求，脹胎和內(nèi)孔配合采用小間隙配合，選用公差配合為H8/f6,最大間隙為0．2，最小的間隙為0．06。殼體的兩端端框厚度為40，為了使配合面足夠大，脹胎長度設計為35。這樣很好地滿足了鉆孔的基本條件，又便于裝卸方便。②鉆孔過程是從外向內(nèi)打，為了排屑順暢和鉆頭穿透，加工一圈φ12的排屑孔。

（3）鉆孔時工裝中心需與殼體中心同心，需要脹胎與工裝底板同心，工裝上車內(nèi)孔φ，保證配合要求，同時用4顆M10螺釘固定，限制了鉆模的周向移動，起到了固定作用，限制了3個自由度。

（4）為了限制圓周方向的自由度和圓周方向定位準確，利用艙體軸在線的前后均有的U型缺口定位，該U型缺口為彈體對接定位基準，用插銷精密定位，保證鉆模孔基準方向與艙體基準方向一致。

（5）為了驗證裝夾的可靠性，保證加工基準和設計基準統(tǒng)一，在圓周方向開5個30×12窺視孔，確保鉆模基準面和殼體的端面完全貼緊，實際加工中通過窺視孔用塞尺檢測兩面的間隙在0．03mm以內(nèi)，然后開始加工。

（6）鉆模配備常規(guī)的鉆、鉸套，為防止鉆頭在加工過程中產(chǎn)生偏移，保證孔中心位置，加長了整個鉆、鉸套的長度，長度L=30mm。

（7）零件與鉆模相應尺寸對照表（表1）。

表1 零件與鉆模相應尺寸表

（8）通過上述分析，設計出該殼體專用的套接式鉆模，示意圖如圖2。

圖2 套接式鉆模示意圖

（9）鉆模的夾緊裝置。孔邊距要求高，端面跳動比較大，需要端面和鉆模基準面貼合非常緊，為了避免兩次裝夾，縮短了安裝時間，提高生產(chǎn)效率，設計出了前后兩端鉆模同時裝夾，一次鉆完前后兩端孔的夾緊裝置。該夾緊裝置本著操作方便，夾緊牢靠的原則設計，兩鉆模板通過一根M24的螺桿連接，兩端用M24的螺栓固定，有效限制了鉆模在加工中軸向方向的移動。

3 鉆模的應用

（1）加工工藝流程分析。該零件的加工過程為：鉆孔→鉸孔。先鉆φ7．8的底孔，再用φ8H9的鉸刀鉸到孔的加工要求，流程不復雜，關(guān)鍵是鉆、鉸孔過程控制鉆、鉸孔的切削力。

（2）前期的加工中，將艙體置于托架上，先用手槍鉆底孔，再鉸孔，操作強度大，為了減輕加工強度，提高勞動生產(chǎn)效率，在鉆床Z35 50平臺上放置兩個V型塊與平臺平行，殼體裝夾好后置于V型塊上，邊旋轉(zhuǎn)邊鉆孔，即保證了孔的向心又提高了效率。

（3）鉆模在加工幾個批次殼體中保證了加工精度要求，質(zhì)量穩(wěn)定，加工數(shù)量從一個班次加工10個，提高到20個，減輕了工人操作的強度，有效地提高了生產(chǎn)率。

4 結(jié)語

此鉆模的應用，成功地解決了某殼體的易變形、對接孔精度要求高的加工難點。整個鉆模結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，加工質(zhì)量穩(wěn)定，有效提高了生產(chǎn)率。作為一種鉆模加工，對于同類型的殼體對接孔和變形零件孔加工具有推廣應用價值。

[1] 孟少農(nóng)．機械加工工藝手冊[M]．機械工業(yè)出版社, 1998．

[2] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術(shù)出版社,1987．

[3] 王啟平．機床夾具設計[M]． 哈爾濱工藝大學出版社，2005．

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1671-0711（2017）10（下）-0205-02