小型零件的斜孔加工工艺改进

liuyuehua

　　摘要:使用小孔钻具时,由于工装的钻模板很小,大部分是在斜面上钻套孔,而且孔径很小,加工工艺复杂,很难保证工装的形位公差。如孔的直径在3.5以下,无法进行镗削加工。分析其原因往往是因为孔加工时出现斜孔造成超差,如果选择孔的出口为加工起点,并使加工的出口和入口的定位面与孔中心线保持垂直。这样在加工时,中心钻和钻头不至于划出把孔做斜。另外还有些孔不是完整的孔,不完整处镗加工让刀总是无法保证孔的位置度公差,镶上钻套后也是超差,如果将零件的缺陷处垫上与加工零件同样材料的垫板,使半孔处得到补偿,就不会产生让刀现象了,确保加工合格。
　　关键词:斜孔;工艺分析;超长小孔;让刀;组合加工
　　
　　工艺分析:由于大批量数控加工设备的应用,逐渐取代了普通加工设备,使原来的靠夹具保证的复杂零件的加工有了极大的改善。靠数控设备的程序和机床本身精度就可以保证了零件的形状和精度。但是在加工小零件时,尤其是小零件上的孔的加工很大程度上是用钻具保证的。在这部分夹具中,有相当部分钻具的结构是三维空间的定位孔和钻套孔,由于零件小,设计的结构也就无法考虑加工定位基准和工艺基准、测量基准。以往的加工工艺就是多做备件加工。不但严重影响工装制造快速反应,而且浪费加工时间。如何改进小零件的斜孔加工工艺,确保一次加工合格而且不超差。是我研究的关键。
　　超长小孔的加工:某些钻模板的孔的直径在φ3.5以下如图一所示,无法用镗刀进行切削加工,只能钻铰出,而且定位基准小,这样的钻套孔不但加工困难,而且位置度精度极难控制。


　　不完整孔的加工
　　有些钻模板上的孔不是完整的孔如图二,缺肉处镗加工让刀总是无法保证孔的位置度公差,镶上钻套后也是超差。
　　超长小孔的加工分析
　　由于超长孔的零件结构原因,其装夹定位基准只能选择φ6g6定位轴,装夹定位不稳定如图三,容易产生转动而出现零件的φ2孔位置加工错误超差;而且在零件的左端进行加工时,基准必须转换到左端。由于零件的φ2孔只能进行钻铰加工,因此产生加工偏差因素很多:诸如零件容易产生转动、基准转换形成的累积误差、钻铰孔产生钻斜现象造成出口的位置度超差等。如果要保证加工合格,就要定位装夹,基准稳定可靠,不产生转动,保证被加工的孔出口首先被加工,也就是出口向上。
　　不完整孔的加工分析
　　根据图纸来分析,由于零件要求位置度的出口为斜面孔,而φ5H7大于4mm,是可以用镗刀进行切削加工的,然而在加工孔到不完整处刀具处于一半吃力另一半不吃力状态如图四,实践证明这种孔加工后,不完整孔的中心明显向不完整方向偏移,造成孔中心实际尺寸大于36.9±0.02,如果特意使尺寸缩小,在保证36.9±0.02公差时,而30°角度超差。要想保证加工合格,就要想办法使不完整的孔趋于完整,使加工过程中不产生因孔的不完整出现的让刀现象,而产生的超差。


　　超长小孔的加工解决措施
　　a)根据加工分析,要想使该零件的定位基准稳定可靠,只有在镗加工之前增加工艺定位基准,加工合格后去除工艺基准。如果对图纸进行改进如图五,点划线左端为加工基准和装夹定位部分,基准B、C并合理安排工序,则保证工艺基准与零件基准一致。
　　b)为使圆柱体和锥体棱线交点到定位基准面的距离20mm的准确,要在光学仪器上检测工序,确保20mm的误差在0.005之内,保证φ18±0.02在97°20′24″的锥面上点到基准B距离,计算和加工的准确。

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　　c)在加工中,首先将零件装夹在万能转盘工作台的旋转中心上,然后安装工艺球在工作台的任意位置,使之与零件中心均在镗床的x轴线垂直面中;测量工艺球中心的高度、与零件中心的距离,并根据工序检测的圆柱体和锥体棱线交点到定位基准面的距离;在万能转盘起度保证被加工孔中心与镗床主轴中心平行如图六。

　　然后根据上述数据计算出工艺球到被加工孔的距离,找正工艺球后,串距加工,直至合格。根据工艺要求其工艺基准需要在淬火工序后,检查合格方可用线切割去除工艺基准部分,以免过早去除工艺基准而造成无法检测或检测不准确。
　　不完整孔的加工解决措施


　　如果增加工艺部分,使不完整的孔达到完整,然后加工,但是随之而来的问题是去除工艺部分零件产生了变形。如果使用了与零件相同材料的垫,垫在零件下加工,效果很好如图七。加工后得出的结论是:在实施加工类似零件的工艺时,应设计与零件相同材料的工艺垫,与零件同时淬火得到同一个硬度,使得在镗孔加工时,不会产生因材料和硬度不同再次产生让刀而超差。
　　小结
　　不论是结构不同,还是加工、装夹方法的迥异,只要找到零件的加工规律暨镗孔时必须使所加工的孔与镗床的旋转主轴垂直,再根据被加工零件的特点,选择必要的加工方法来保证技术条件和使用要求。