插座壳体钻孔工艺分析及钻模设计- .pdf

机床 附件 工装 J 口 c o c c e 0 e l i ii i i 插座壳体钻孔工艺分析及钻模设计 中国航天电子技术研究院六九三厂 河南驻马店4 6 3 0 0 3 张军华 在壳体类零件孑 L 加工过程中 常遇到侧面孔及法兰 盘孑 L 的钻削工艺问题 通常情况考虑工艺 往往会将侧 面孔的钻削与法兰盘孑 L 的钻削分为两道工序来完成 这 样不仅多设置一道工序 还会因为定位误差加大 使零 件的加工精度降低 为了保证零件加工能够达到高品 质 高效率 使用便捷的目的 我们设计了一套将圆柱 面孔钻削与法兰盘钻孔合二为一的钻模 本文以某军工 型号连接器插座壳体为例 详细介绍此类孔的加工工艺 方案及钻模设计过程 I 零件结构及钻削工艺分析 某军工元器件中电连接器用插座壳体如图 1所示 材料为 棒 H P b 5 9 1 Y 2 从图中不难看 出 在壳体 2 5 5 I I 1 11 x 2 5 5 m m 的法兰盘上需加工 4个 西 3 1 f i l m 均布孔 孔距均为 1 9 0 0 5 mm 另外 在壳体外 圆上加工 2个 b 1 6 ra m均 布孔 孑 L 距法兰 底面 为 4 4 0 0 5 mm 2一 一 一 l I I I I 8 4 一4 4 0f 一 l 7 6 图 1 插座壳体 在传统工艺中 要加工壳体上所有孔需要分两步 首先将法兰盘外形尺寸加工完成 利用法兰盘外形端面 及侧面定位 设计钻模钻4个 西 3 1 m i l l 对称孔 其次 利用法兰盘面上任意对角孔定位 钻壳体外圆面上 2个 1 6 ra m均布孔 在该插座壳体零件的钻模结构设计工 作中 根据零件结构特点进行分析 并充分进行相关工 箜 WWW m et a1 wo r king 7 95 0 c om 参 毛 工冷 加 工 艺策划 进行钻模设计时着重考虑解决以下几点 1 该类零件外形尺寸为未注公差尺寸 加工后的 外形尺寸大小不一致 不利于钻孑 L 时的外形定位 由于 外形尺寸误差较大 势必会使法兰盘孔钻肖 IJ 后与中心孔 7 m i l 1 对称误差加大 孔距公差难以保证 2 由于法兰盘上孑 L 距误差较大 钻壳体圆柱面孔 时 可能会造成零件定位困难或定位不准 使钻孔后孔 径尺寸超 出公差范围 钻孔 的位置 孔 到基准的距离均 会出现偏差 3 在进行壳体圆柱面钻孔时 由于孔位置设计在 圆柱表面上 起钻时容易造成零件晃动 使定位误差加 大 所以必须考虑确保零件定位可靠及对零件钻削前采 取压紧措施 4 零件材料为 棒 H P b 5 9 1 Y 2 与同类零件选 用的合金铝及黄铜材料相比 切削性能较差 因此 钻 削后会产生大的毛刺及不利于钻削时的排屑 2 钻模结构及钻模设计要点 通过以上工艺分析 针对钻孔过程中可能出现的情 况 我们设计一套利用零件中心孑 L b 7 m N 1 定位 来实现法兰盘及圆柱面钻孔的插座壳体钻模 如图2 所示 l 2 3 4 尸 i ll 一 图2 插座壳体钻模 I 压紧螺钉2 钻模体3 压紧块4 定位心轴 该钻模结构的主要作用如下三点 一 是钻模体主要起到保证钻孔时的精确导向 零件 如 而 j 机 床 附 件 工 装 定位 夹紧 以及钻削支撑的作用 见图 3 二是定位心轴 见图4 主要保证插座壳体在钻模 体位置的精确定位 以及钻削时的支撑 并防止零件发 生径向位移 另外 通过定位心轴前端环槽能够去除钻 削完成后的孔内毛刺 当毛刺较大不易去除时 可借助 定位心轴滚花面侧孑 L 来完成 三是压紧螺钉与压紧块主要作用是 在插座壳体定 位完成后 压紧零件并保证钻削时零件不发生轴向位移 压紧块上沉孔可固定插座壳体右端圆弧面不受损伤 该钻模结构的设计要点如下 1 钻模体设计为整体封闭框形结构 见 图 3 有利于插座壳体钻削加工时的稳定性 根据零件结构特 点及座壳体零件尺寸 选定将零件中心孔 妒 0 0 4 IT l m 作为钻削时的定位基准 2 一 1 6 5 0 01 孔 口倒角舯 2 1 6 l 7 4 6 1 I l I I 8 l O 9 1 图3 钻模体 2 在钻模体内腔设计让位槽 并着重考虑零件的 放入与取出方便 将槽底面设置定位平面 利用钻模体 槽定位平面与插座壳体底面贴紧 在钻削圆柱面 2个 1 6 ram孑 L 时 确保孔距尺寸 4 4 0 0 5 i T l m公差得 到满足 3 钻孑 L 直径 3 1 m m 1 6 ra m为 自由公差尺寸 考虑钻头强度及钻削后的孔径尺寸变化 将导向孔径分 别取公差中间值 按 3 1 5 0 0 1 m m 1 6 5 4 0 0 1 m m取值 4 在钻模 体 右侧 对 称 中心设 置 中心定 位 孔 0 2 0 0 4 m m 与定位心轴小间隙配合且槽定位面垂 直 使插座壳体对称中心与钻模体中心重合 更便于零 件加工精度的实现 5 以中心定位孔为基准 设置钻削法兰盘孔的4 个 均布导向孔 1 5 0 0 1 r r n 确保4 孔与中间孔对称 6 在钻模体上下侧面分别设置两个通孔 作为加 工钻削 2个 1 6 m m导向孔的穿丝孑 L 便于使用高精度 线 切 割 加 工 机 床 使 导 向 孔 与 中 心 定 位 孔 7 0 2 mm 共面且垂直于该孔轴线 7 在钻模体 左侧设置压紧螺钉 压紧块 并与压 紧 块翻铆连接 不可 铆死 实现插座壳 体的定位压紧 压 紧螺钉 固定螺孑 L 必须与定位心轴放 置孔 同轴 压紧块 在压紧螺钉 的作用 下 可实现前后 的 自由移动并且不能 I 舛 5 I n 矿 7 0 0l 图4 定位心轴 够改变插座壳体定位 8 由于插座壳体零件为 H P b 5 9 1 Y 2 相对其他 材料的零件钻孔时 切削性能有所变化 另外 在圆柱 面上钻孔时 起钻定位不易保证且存在一定的难度 故 将钻头导向长度加长 由于钻孔直径较小及钻孔时的支 撑需要 我们将钻模体设计为两面导向钻削加工 3 钻模操作过程 根据零件结构及钻摸的使用要求 该钻模操作需使 用两台钻削机床进行钻削 方能实现一次定位钻削两种 不同孔径的功能要求 1 如图2所示 首先在钻模体 2内放入一个待钻 插座壳体零件 点画线轮廓 并将法兰盘面与槽底贴 紧 插入定位心轴 4 完成插座壳体与钻模体的定位 旋动压紧螺钉 1 压紧块 3在压紧螺钉的作用下 渐渐 接近插座壳体左侧圆弧端面 直至圆弧端面被压紧块沉 孔套住 插座壳体被逐渐夹紧 此时 插座壳体被牢牢 固定于钻模中 2 将钻模体立放于等高垫铁上 利用钻模体台阶 面作为钻削支撑 沿导向孔 3 1 5 0 0 1 m i l 1 分别 参磊 工冷 加 工 兰 笪 塑 WWW met al wor king1 9 50 c om 附件 工装 i M a c h i n e A 删 讹 一ii i fl l i iii r 精车 内外圆夹具结构设计 江南机器 集团 有限公司 湖南湘潭4 1 1 2 0 7 杨建贺杨婧 1 工件介绍 某零件结构主要特征是 产品外形尺寸 D L 大 直径 b 1 7 2 m m 壁 薄 件 薄 厚仅 1 8 4 ra m 壁 厚 差 大 内腔形状复杂 台 阶 多 起 伏 大 基本 对称 加 工位 图1 零件立体图 置精度高 零件材料为铝合金 如图 1 所示 2 加工技术背景 加工薄壁件内外圆的车床夹具一般采用胀簧式定心 夹紧结构 定心夹紧装置起着所谓的 均分工件公差 的作用 理论上的定位误差为零 由于制造精度的影 响 实际上不可能为零 据 航空工艺装备设计手册 夹具设计 上介绍 采用胀簧式定心夹紧结构加工的 产品的同轴度精度仅能达到 6 o 0 7 5 6 o 1 5 m m 夹头 直径小于 3 O 5 0 m m 我公司某大型薄壁零件加工 同轴 度要求 为 0 3 6 o 0 6 m m 夹 头胀簧直 径为 1 6 6 ra m 要达到这样的精度 要求和设计大直径的夹头 胀簧 完全无资料可查 而采用单一胀簧式定心夹紧结 构 显然是无法解决问题的 并且 我公司已往生产的 小直径 小于 6 1 0 0 ra m 薄壁零件的经验也证明了这一 点 其同轴度精度要求均为 0 O 8一 0 1 2 ram 而随着 现代科学技术的发展 产品结构设计也越来越精细复 杂 既要轻量化又要有可靠性 以增加有效载荷 对零 件的加工制造提出了更高的要求 3 夹具设计原理及精度分析 1 需要解决的技术问题工件结构尺寸如图 2 所 示 如前端定位孔直径 D 设计基准A 与 D 设计 基准 B 同轴度为 q b 0 0 6 m m 孔 D 与外螺纹 D 同轴 度为 c 0 3 m m 外圆对两端内孔 曰基准的同轴度要 求为 0 6 m m 外 圆最 大 直 径 为 D 壁 厚最 小 为 1 8 ram 壁厚差小于 0 0 6 ra m 内形台阶多 可定位直 线短 原材料为铝合金棒料 加工中易产生变形 零件 的同轴度精度和变形是加工面临的最大难点 图2 工件结构尺寸简图 科研 阶段 试制 的 产 品 同轴 度 精 度 为 1 3 1 8 ra m 所采用的夹具均为刚性心轴定位 主要是局 部同轴度精度 1 0 0 超差 外圆弧长 1 5 2 0 ra m 由于该零件面临批量投产的状况 时问紧逼 迫切 将法兰面四个均布孔钻削完成 此时 不能够松开压紧 螺钉 及时转向另一台钻床并进行圆柱面孔的加工 3 利用钻模体 两侧 面作为支撑面 沿导 向孑 L 西 1 6 5 0 0 1 m m分别将插座壳体圆柱面孔钻削完 成 抽 拔 出定位心轴 松开压紧螺钉 可插座壳体 取出钻模 定位心轴在钻模体的导向下 可将圆柱面孑 L 底毛刺刮掉 一并带出钻模体外 如此反复可进行螺母 零件批量加工 豳兰 笪 塑 WWW met a