垂直螺孔加工专用工装的设计测速电机

垂直螺孔加工专用工装的设计

垂直螺孔加工专用工装的设计 2012 在机械加工和维修过程中，常常会遇到在圆柱体上加工垂直螺孔的工件。如图1所示：批量加工1000套梯形螺母，其加工难点是垂直螺孔的轴线对工件外圆的对称度不大于0．05 mm、垂直度不大于0．05 mm、距离工件端而的尺寸。公差要求为为±0.05 mm的高形位公差精度要求。该类工件常规的加工办法是先加工好外圆，然后通过划线，在车床上用四爪卡盘找止螺孔轴线，再加工螺纹。显然这种找正办法是比较困难的，特别是各部位形位公差精度要求比较高，通过划线是难以达到所要求的高形位公差精度，尤其在大批量生产时，效率低，成本高。由于数控车床不能。次装夹把工件加工出来，也存在着多次装夹的重复定位的精度误差，针对上述问题，提出了利用专用工装进行加工垂直螺孔的解决方法。

1、工装的设计 如图2所示是加工高形位公差精度要求垂直螺孔的专用工装。该工装的技术核心是：在保证工装底座和V形块的形位公差精度的基础上，V形块对工件进行轴心线定位；定位销和雎紧螺母对工件进行轴向定位；夹具夹紧工件。以此保证工件的加工精度，并提高生产效率。

该工装有下列优点： (1)稳定地保证工件的加工精度。工件垂直螺孔的形位公差精度，刚工件相对于刀具及机床的位置由工装保证。 (2)提高劳动生产率方便、快速、操作工人无须校正工件，可显著地减少辅助工时，工件在工装中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高了劳动生产率。 (3)降低成本。该工装可在普通车床或经济型数控车床上使用，无须添置高精度机床；在批量生产中，工件批量愈大，所取得的经济效益愈显著。2、工装的制造 工装的关键零部件是图2中的V形块和工装底座，其制造精度是该工装能否保证工件形位公差精度要求的关键。（1 ） V形块的制造工艺 图3是V形块的零件图。该零件的加工难点是90°夹角的V形面与φ32孔之间的形位公差要求。对此，必须采用非常规加工工艺。

图4是V形块加工工艺的示意图。在完成V形块φ32孔、底面、两侧面的精加工后，将V形块固定在回转工作台上。之前必须利用回转工作台的中心孔与V形块的φ32孔精确定位，误差必须在0．005 mm范围内。将回转工作台安装在45°斜铁上，利用千分表校正斜铁与磨床工作台导轨的平行后，再将斜铁固定在磨床工作台上，然后旋转回转工作台，利用千分表校正V形块侧面与磨床工作台导轨的平行后，最后固定回转工作台，这样才可以磨削一个V形面。在完成该而的磨削工作后，180°旋转回转工作台，再次用千分表校正另一边V形块的侧面与磨床工作台导轨的平行，固定回转工作台后，可以磨削另一边V形面。

上述加工工艺可以保证V形块90度夹角的V形面与φ32孔之间的形位公差要求。（2）工装底座的制造要求 图 5是工装底座的零件图。工装底座的制造，可采用常规加工工艺。但要强调：φ32凸台与φ170的平面、外圆和莫氏6号锥度的外圆，必须保证其同轴度的要求。

（3）工装的安装 该工装的安装是常规工艺。但在完成安装后必须以φl70的平而为基准，对V形块项而进行平行度的检测。如误差超过0．005mm范围，必须重新安装。3、工装的装夹与校正 图 6是工装的装夹与校正示意图。首先拆除车床上的卡盘，将工装莫氏6号锥度的外圆装夹到具有标准精度车床的土轴锥孔半，用M20拉杆把工装固定在土轴上。于动旋转土轴，检测千分表位置1、2，其跳动读数应在0．005 mm范围内。然后移动车床的中拖板，并微调旋转主轴，校正千分表位置3的V形块侧面，在确定该千分表的跳动读数在0．01 113113范围内后，不得冉旋转主轴。移动车床的中拖板，校核千分表位置4、5的V形块V形面，其跳动读数在0．01 113113范网内。最后180°旋转主轴，再次校正千分表位置3的V形块的另一侧面，重复校核千分表位置4、5的V形块V形面，如发现其跳动读数超出0．0 1 113113范围，该工装必须返工。

在完成校正、校核工装后，将标棒装入V形块φ22孔中。调整可调定位销(见图2)，用量块进行测量，使其端点到V形块φ22孔中心线的距离为40+0.01mm。 最后，安装上夹具、工件，进行试车。4、工件的加工精度分析 (1)工件T20×4—6H垂直螺孔轴线对φ35外圆对称度要求为0.05 mm，垂直度要求为0.05mm，而工装累计误差影响如下： ①定位误差ΔD。V形块具有对中性，能使工件的定位基准总处在V形块曲限位而的对称平面内。因为工件的圆柱度要求为0．01 mm，其最大偏心误差为0．005 mm，故工件对于工装的最大定位误差为0．005 mm。 ②工装制造误差ΔJ。工装V形块的曲限位面对φ32定位孔的对称度允许误差为0．005mm；φ32定位孔和工装底座φ32凸台的加工最大误差同为0.01mm。故工装的制造累计最大误差为0．025 mm。 ③工装的安装误差ΔA。将工装的安装最大误差限定在0.01mm。 ④加工误差ΔG。车床的加工误差，如车床主轴上安装夹具基准与土轴回转轴线间的误差，主轴的径向跳动，车床拖板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度，夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。 综合上述定位误差ΔD、工装制造误差Ⅳ、工装的安装误差M、加工误差ΔG，可得工装夹具的累计最大误差∑Δ： 精度储备Jc=(0．05—0．032)=0．0 1 8mm (2)工件T20×4—6H垂直螺孔轴线对工件端面距离的尺寸。要求为40±0．05 mm，而工装累计误差影响如下： ①定位误差ΔD。由于采用标棒装入V形块φ22，用量块进行测量，调整可调定位销，要求使其端点到V形块φ22孔中心线的距离为40±0．0 1mm，故工件对于工装的最大定位误差应为0.01mm。 ②工装制造误差Ⅳ。工装V形块φ22孔对φ32定位孔的圆柱度的最大误差为0．005 mm；φ32定位孔和工装底座曲32凸台的加工最大误差同为0．005 mm，即轴孔最大误差为0.01mm；工装φ170外圆对于庐32凸台的加工最大误差同为0.01mm。故工装的制造累计最大误差为O．025 mm。 ③工装的安装误差ΔA。将工装的安装最大误差限定0.01 mm。 ④加工误差ΔG。同理：ΔG=0．05/3=0.016mm 综合上述定位误差ΔD、工装制造误差Ⅳ、工装的安装误差ΔA、加工误差ΔG，可得工装夹具的累计最大误差∑Δ：

精度储备Jc=(0．05—0．033)=0．01 7 mm 根据以上分析，该工件的加工办法是可取的。5、试车工件测量 试车三件工件后，制作了一条长度为50mm的T20×4—6g标准螺栓，以作为校验棒。将校验棒逐个安装在工件上，经投影仪测量，实测尺寸。如表1所示。

试车工件的检测结果表明，在该工装上加工的工件，其T20×4—6H垂直螺孔轴线对φ35外圆的对称度不大于0．028mm，垂直度不大于0．035mm，垂直螺孔距端而的距离的最大误差为±0．037 mm，完全满足了该工件的加工精度要求。6、结语 本设计的专用装置已在批量生产中得到应用。实际应用表明，该装置精度稳定，可以满足较高精度零件的加工要求；使用该装置大大减少了加工工件所需的辅助时间，有效地提高了零件的加工效率，降低了成本，取得了良好的经济效益。

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