同轴度论文关于后端盖同轴度工装的设计方案论文范文参考资料

同轴度论文关于后端盖同轴度工装的设计方案论文范文参考资料 （山西国营大众机械厂，山西 太原 030024） 摘 要：解决了后端盖的外圆柱和盲孔具有较高同轴度要求很高的问题，设计了简便且容易操作的同轴度工装，提高了加工效率，保证了尺寸精度和同轴度的要求，运用公差配合，利用专用夹具的设计方法，设计出了同轴度工装加工产品的方法。可为以后加工类似产品提供参考。 关键词：后端盖；限位基面；配合尺寸；同轴度工装 ：TG51 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.xx.07.103 ：160326；修回日期：160506 作者简介：宋 敏（1969-），女，河南邓州人，工程师，主要从事金属材料的工艺工装和加工制造的研究和开发， E-mail：r1029384756sina.。 空气动力马达在工作中不产生火花，适用于易爆炸、高温、多尘的场合，并能用于空气极潮湿的环境，无漏电危险。空气动力马达的缺点是输出功率小、耗气量大、效率低、噪声大和易产生振动等。空气动力马达的后端盖的两个端面的外圆和盲孔配合连接马达的定子及其他零部件，配合精度高，连接紧密，螺钉拧紧后一起旋转，具有防尘、防止空气泄漏、传动扭矩和吸震的作用，可以减小马达噪声，转动平稳1。 加工空气动力马达的后端盖时，端盖一端盲孔相对于另一端外圆柱有同轴度的要求。如果直接将工件安装在机床主轴的三爪自定心卡盘上，需多次定位装夹一端外圆柱或盲孔而去加工另一端盲孔或外圆柱，很难达到同轴度的要求2。后端盖的一端盲孔相对于作为基准的另一端外圆柱的同轴度的数值要求是0.02 mm，表示为的外圆柱基线（轴线）与盲孔基线（轴线）在给定圆柱的0.02 mm内，而且后端盖的设计尺寸精度也非常高。外圆的公差带表示为g6，g表示公差带相对于数值100的零线位置，6级精度，公差数值是0.022 mm，上偏差为-0.012 mm，下偏差为-0.034 mm；盲孔的公差带表示H7，7级精度，公差数值是0.035 mm，上偏差为-0.012 mm，下偏差为-0.034 mm。外圆柱的长度只有5.5 mm，盲孔的长度也只有7 mm（见图1）。 1 加工精度与同轴度误差原因分析 加工时，在数控车床上将后端盖直接装夹在连接旋转主轴的三爪卡盘上，由于外圆柱和盲孔不能在同一次装夹中加工，因此需要调转两端，夹持一端加工另一端，且必需进行多次定位装夹，这样每次装夹都会产生装夹误差；另外，由于外圆柱、盲孔的长度都很短，后端盖的直径大，又比较重，因此直接装夹存在安全隐患，造成夹持不稳固，定位不准确，工件跳动很大，无法保证加工的精度和同轴度。 不易造成超差。尺寸精度控制得越好，定位精度越高，定位面就越大，基准轴线的同轴度就越好，这样也是为加工盲孔作定位准备。但是，工件加工精度的提高，实际上也增加了加工的工时以及加工的成本。 2）外圆柱两端的端面可在同一次定位装夹中车削完成，依靠车床能够能使外圆柱的两个端面与其互相垂直，且垂直度越高越好，以为加工盲孔作定位准备（见图1）。 5）由于受数控车床本身及安装等因素的影响，很难保证每次的加工都能满足设计要求。因此加工尺寸的不稳定造成产品的合格率较低。 2 提高加工精度与同轴度的方案设计 基于以上原因，设计工装同轴度与后端盖同轴度相同，定位装夹来加工盲孔。在同一次定位中，同轴度工装的各基准面使用数控车床通过程序走刀加工，尺寸精度和同轴度、垂直度等都要求很高，公差数值范围很小。这样，加工后端盖工件安装上可与工装成为一体，能够很好地加工出满足要求的产品。 2.1 同轴度工装设计方案 后端盖外圆柱的轴线是盲孔的定位基准A，加工盲孔时，不能用轴线直接定位装配，通过分析，将外圆柱面作为盲孔的定位基面。工件的外圆柱直径比其长度要大得多，若只用外圆柱面定位，定位面很小，会使定位不稳定，工件会发生摆动。若把工件的右端面也作为基准面进行定位（见图1），形成了圆柱面及端面一起定位的定位方式，这样加工，定位面大，定位比较稳固。笔者根据此思路设计了比较实用的同轴度工装，解决了加工后端盖盲孔的加工难题，满足了图纸的设计要求。同轴度工装主体见图2。 1）工装内孔柱面是与工装基准轴线相对应的限位基面，孔的右端面也相应地作为限位基面，后端盖工件的外圆柱面和它的右端面是定位基面，它们组成了一对定位副，确定了工件的定位方式。 2）工装和工件基面之间的配合是间隙配合，间隙的大小决定了基面之间松紧程度。在不损坏已加工工件表面的情况下，操作工人可以装入、取下工件，工装的限位基圆与工件的定位基圆之间的间隙越小越好。因加工时不能保证每一件加工工件的外圆柱面都能达到加工尺寸的中间值，工装的限位基圆尺寸的下偏差最小取-0.012 mm，否则可能破坏工件已加工的基面。这时，工装限位基圆的最小值是99.988 mm，那么99.988 mm就是后端盖加工件外圆柱面的最大值3。 3）加工后端盖公差的配合选用H7/g6。按照国标规定，孔比轴的配合精度低一级具有相同的配合性质。因此工装选用限位基孔的公差等级为7级，即IT7，用于较为重要的配合尺寸，可以保证相当高的配合要求，使用比较可靠。基孔制优先配合H7/g6，H7/g6是间隙很小的滑动配合，具有导向作用。工装和工件有相对运动的情况下，操作工人可以比较容易地装入和取下工件，且装配后同轴度较高。这样，工装限位基孔与工件定位基圆满足了配合度要求。操作者用千分尺检测一批已加工工件的外圆尺寸，并统计外圆尺寸的公差“集中”的上、下偏差变动范围，然后操作者根据加工经验，确定工装限位基孔尺寸的上、下偏差的取值范围（+0.0350），选择装配工件的松紧程度，确保装配精度。 4）同轴度工装属于专用工装，工装限位基面的垂直度公差是定位基面垂直度公差的1/51/2，公差的含义是尺寸的上偏差减去下偏差的绝对值，即限位基圆的同轴度公差0.02（1/51/2）（0.0040.01） mm。通过验证，工装限位端面的垂直度公差最大值为0.01 mm，垂直程度很高，可以作为定位基面。 5）工装限位基孔的粗糙度要求0.008 mm，远远小于工件定位基面的粗糙度0.016 mm的要求。工装限位基面越光滑，基面之间接触面积越大，基面之间摩擦力越小，工件与工装接触面越大。定位面越大，定位越可靠，装配精度越高。 2.2 同轴度工装主体的加工方法 1）数控车床卡盘上的三爪夹紧毛胚外圆柱面，车削加工部分端面及外圆柱面，尺寸为136 mm，长度大于10 mm；钻，镗99 mm通孔。工件调头，夹持136 mm外圆柱面，车削端面及其余部分，长度和其余部分均留出0.5 mm精加工余量。 2）三爪夹紧136 mm外圆柱面，使用C*4085di数控车床运用法兰克系统编制程序，选择刀具、主轴转速、加工余量、进给量和其他的加工循环指令，精车端面，精车M135 mm1.5 mm螺纹，精镗124 mm孔，精镗孔内的端面，精镗盲孔时，分两次切削完成加工。经测量工装达到了孔与孔之间同轴，螺纹与孔之间同轴，端面与孔之间垂直，且数值很小（见图2）。 2.3 后端盖工件加工方法 工装的限位基圆与工件的定位基圆以100H7/ g6配合，工装的限位端面与工件的定位端面以端面配合装配，见图3。 1）用数控车床卡盘装夹136 mm外圆柱面，加工同轴度工装的限位基面和其他相关的表面后，要一直到加工完成一批工件才可以取下。 2）工件以100H7/g6配合，工件的端面和工装的端面靠紧，装入同轴度工装主体内，用工装端盖压紧，再以M135 mm1.5 mm螺纹旋紧就能够加工工件了。工装端盖也是运用数控车床一次定位精加工的，同轴程度、垂直程度都很高，能起到夹紧、辅助定位的作用，使工件和工装紧密结合，成为一体。利用这样的方法加工出的后端盖尺寸精度高，并且可以使产品盲孔同轴度相对于基准A的同