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作者：任肃铰1 高建罡2 单位：邯郸市冀南轻工机械厂1 永年县海翔机械厂2 来源：《金属加工（冷加工）》杂志 问题的提出 在批量加工图1所示的套筒形零件时，需要测量尺寸40.890+0.26mm，因内孔与内锥面交线到端面距离尺寸不便用普通量具测量，一般使用成形样板或者借助放入与内锥面相切的钢球进行间接测量，因该交线位于深孔内，样板和钢球都不便使用。为此，运用尺寸链计算出工艺尺寸，按工艺尺寸设计了专用测具，用于测量这个不便测量的尺寸。 图 1 加工误差原因分析 交线到端面距离属于理论尺寸，现实测量中“线”可见而不易测，但在电脑制图以及编程中很容易捕捉与测量。为此，采用数控车床，φ 9.650+0.26 mm孔与内锥面分别使用不同刀具，分两个工步进行加工。因两面交线是两面公共线，任何一面的尺寸变化都会对交线位置产生影响，即内锥面尺寸变化会引起尺寸40.890+0.26 mm变化，孔φ 9.650+0.26mm尺寸变化也会引起尺寸40.890+0.26 mm变化。当采用尖刀（假设刀尖圆弧半径为0mm）加工时，假设刀尖不磨损的理想状态下，按公差中值坐标编程，加工公差可以保证。因刀具磨损不可避免，最好使用已知刀尖圆弧半径的可转位机夹刀具加工，当使用刀尖圆弧半径补偿程序编程加工时，假如孔φ 9.650+0.26 mm加工到中值不变，不考虑其他因素，只考虑刀尖圆弧半径沿垂直于锥面方向磨损时，由图2可知，当径向磨损量ΔR＝0.13sin60°＝0.113mm时，才可能超差。 图 2 假如锥面加工到中值不变，不考虑其他因素，只考虑刀尖圆弧半径沿垂直于内孔方向磨损时，由图3可知，当径向磨损量ΔR＝0.13tan60°＝0.225mm时，才可能超差。精车时车刀磨钝标准一般用后刀面磨损量VB（0.1～0 . 3 m m ） 来控制， 当V B ＝0.3mm、刀具前角γ＝15°、后角α＝10°时，由图4可知，刀具磨钝时刀刃沿已加工面垂直方向磨损仅0.056mm，因0.056mm＜0.113mm＜0.225mm，当采用刀尖圆弧半径补偿程序编程和使用可转位机夹刀具加工时，不考虑对刀错误等意外情况，精度是可以保证的。但数控车床本身不能验证自己的正确性，单靠程序和设备保证40.890+0.26 mm这个尺寸，没有说服力。且内锥面太短，用三坐标测量机检测不太方便。操作者在线测量与专职检验员测量都需要方便适用的专用量具，为此设计了图5所示的专用测具。 图 3 图 4 图 5 测量用工艺尺寸的计算 为测量尺寸40.890+0.26 mm，采用了尺寸链原理（见图6），将尺40.890+0.26 mm作为间接保证的已知封闭环，将孔R4.8250+0.13 mm（φ 9.650+0.26 mm）作为一个已知减环， 将测具测量的作用深度（T）作为一个未知增环。该增环可以通过计算解出，该尺寸就是设计测具的依据。因孔φ 9.650+0.26 mm公差太大，当锥面不变，单由孔φ 9.650+0.26 mm直径公差产生的轴向位移为0 . 1 3 t a n 3 0 ° ＝ 0 . 0 7 5（mm），如图7所示，考虑到加工经济可行性，将孔φ 9.650+0.26 mm原公差缩小到0 . 1 6m m， 改为φ（9.78±0.08）mm，换算为半径，表示R（4.89±0.04）mm，设计测量用工艺尺寸为T m a x＝Lmax+Hmin＝41.15－0.04tan30°＝41.126 9（mm），考虑制造公差后，TL＝（41.11±0.02）mm；T m i n＝ L m i n+ H m a x ＝ 4 0 . 8 9 ＋0.04tan30°＝40.913（mm），考虑制造公差后，Tmin＝（40.93±0.02）mm。 图 6 图 7 深度量规使用方法 数控车床加工零件孔φ 12.570+0.13 mm和120°内锥面时，前端小孔φ 9.650+0.26 mm已加工，零件孔φ 12.570+0.13 mm右端面已加工，用图5所示深度规右端（通端即孔深数值小端） 插入φ 12.570+0.13mm孔内，如塞规端面与零件孔φ 12.570+0.13mm右端面完全接触，不透光线，说明所测深度大于深度规规定的最小深度；用图5所示深度规左端（止端即孔深数值大端）插入φ 12.570+0.13 mm孔内， 如塞规端面与零件孔φ 12.570+0.13 mm右端面不接触，能透过光线，说明所测深度小于深度规规定的最大深度，符合这个条件的零件孔深即是合格的。如果深度规通端端面与零件孔φ 12.570+0.13 mm孔端面不接触，说明零件φ 12.570+0.13 mm孔深度太浅；如果深度规止端端面与零件φ 12.570+0.13mm孔端面完全接触，说明零件φ 12.570+0.13 mm孔深度太深。后两种情况说明零件φ 12.570+0.13 mm孔深度不合格。 结语 按上述方案制造了专用测具，测量了一批零件，并用三坐标测量机对三件用专用测具测量合格的剖分件进行验证复检，结果一致，证明测具设计合理、使用方便， 圆满地解决了该尺寸的在线测量问题。设计该类测具时，必须使测具锥面与交线接触，本例将测具锥面锥角设计成119°，是锥面允许的最小值，这样确保要测的交线与测具锥面接触，假如测具锥面设计到121°，那么交线根本接触不上锥面，就无法实现测量。此外，交线必须保持尖边，但要去除毛刺，这样才能使交线真正接触到测具锥面，测量结果才真实可靠。该方法可推广应用于同类场合。 微信：MW1950MT 文章投稿：tougao.mw1950.cn 近期鼓励投稿内容：工业机器人相关、维修与改造相关 《金属加工》出品（其他投稿地址均为虚假信息） 热门图书排行 ☞金粉最爱图书排行☞机械加工排行☞生产管理排行☞设计软件排行☞最新上架 |
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来自： 阿明哥哥资料区 > 《22.机械设计.制造》
