CN101456133A - 一种加工铸造钛合金箱体的方法及辅助装夹工具 - Google Patents

Abstract

一种加工铸造钛合金箱体的方法及辅助装夹工具，在夹具本体上设置六个测量基准和两个基准轴线，装夹工具主要由夹具本体(1)、安装轴(3)、配重块(4)、压板(5)、可调支撑(6)、安装孔(7)、顶紧螺杆(8)、锁紧螺母(9)八部分组成，不仅能满足产品的设计精度要求，而且对提高生产率、降低成本，发挥现有设备潜能，扩大机床的工艺范围，实现一机多能起到了关键性的作用，也使正交类箱体低成本大批量生产和应用成为可能。

Description

一种加工铸造钛合金箱体的方法及辅助装夹工具

技术领域

本发明属于机加工工艺技术领域，特别涉及到一种加工铸造钛合金箱体的方法及辅助装夹工具。

背景技术

对空间正交类箱体，如蜗轮蜗杆箱体的铸件精密加工工艺为：在零件上专门设计辅助工艺块，以此装夹并加工出定位基准→由钳工对毛坯找正并划线→上加工中心如数控铣床、坐标镗床上进行孔轴系加工。由于正交类箱体设计精度高，尤其是正交偏差在φ0.02mm及正交轴线距离精度为0.02mm时，则直接影响到蜗轮蜗杆的啮合状态，从而决定蜗轮蜗杆箱体传动稳定性、噪声、使用寿命等，关系整机使用性能指标。这就对工艺和操作人员以及所使用的设备提出很高要求。目前，采用的工艺设备主要为多轴加工中心，常用的有数控铣床、坐标镗床等，但是这些工艺设备在人机要求、成本、效率和质量管控中存在以下问题：

1、多轴加工中心如数控铣床虽然加工精度高，质量稳定，但设备对人员配置要求高，加工成本昂贵，大多工厂目前无此设备，无法推广。

2、坐标镗床精度高，工厂普及率高，但机床自动化程度不高，且受约于人控因素多，效率低，加工质量不稳定，适于新产品试制或小批量生产。

发明内容

为克服传统加工工艺存在上述不足，本发明提供一种加工铸造钛合金箱体的方法及辅助装夹工具，不仅能满足产品的设计精度要求，而且对提高生产率、降低成本，发挥现有设备潜能，扩大机床的工艺范围，实现一机多能起到了关键性的作用，也使正交类箱体低成本大批量生产和应用成为可能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的加工铸造钛合金箱体的方法是在夹具本体上设置六个测量基准和两个基准轴线，其中基准A与基准B垂直度0.01mm；基准B平面度0.01mm；基准C、D同轴度0.01mm；基准C与基准E垂直度0.01mm；F—F轴线与G—G轴线空间正交及空间距离L允许误差0.01mm；通过夹具本体上的三个安装孔，以基准面B作为定位基准，将夹具本体安装于车床卡盘上，找正夹具本体基准孔A全跳动0.01mm以内后，将夹具本体固定牢靠；钛合金箱体通过安装轴与夹具本体配装，夹具本体与安装轴及钛合金箱体装配间隙取0.005～0.01mm，之后通过可调支撑将钛合金箱体朝外端面调平至0.2mm即可，用压板限制钛合金箱体沿G—G轴线旋转自由度，水平方向用顶紧螺杆、锁紧螺母将夹具本体与安装轴及钛合金箱体固定，一次装夹找正即可连续完成零件批量加工，实现以车代镗。

所述的加工铸造钛合金箱体的辅助装夹工具，其装夹工具主要由夹具本体、安装轴、配重块、压板、可调支撑、安装孔、顶紧螺杆、锁紧螺母八部分组成，其中安装轴穿过夹具本体两端的支撑孔将钛合金箱体通过锁紧螺母固定，在I、M处配合间隙为0.005～0.01mm，安装轴与钛合金箱体在J、K处配合间隙为0.005～0.01mm；在夹具本体上设置两个配重块，配重块为长方体，左右对称分布，与夹具本体铸造为一体；压板为标准通用压板，限制钛合金箱体沿G—G轴线旋转自由度；可调支撑一端为外螺纹起调节作用，另一端为顶尖起支撑作用，外螺纹端与夹具本体上一相配螺纹孔螺纹联接，通过螺纹上下调节钛合金箱体高度，并靠顶尖端支撑定位；在夹具本体上设置三处安装孔，配合T型槽螺栓及螺母将夹具本体紧固到车床卡盘上；顶紧螺杆为六方头螺栓，拧至夹具本体左端两标准螺纹孔中，用于水平方向顶紧，限制钛合金箱体左右移动。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1、本发明采用辅助装夹工具装夹定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度完全由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。

2、本发明的制造过程：设绘辅助装夹工具零件图，铸造辅助装夹工具毛坯，粗加工辅助装夹工具并时效，上立卧两用双工作轴精密坐标镗床一次装夹完成辅助装夹工具精加工，三坐标检测验证辅助装夹工具形位公差，在数控车床或普通车床上安装辅助装夹工具，利用辅助装夹工具定位安装箱体零件，完成本发明的钛合金正交类箱体铸件精密加工。

3、本发明的一种加工铸造钛合金箱体的辅助装夹工具与传统加工相比，工厂不需添置多轴加工中心、数控铣床、坐标镗床等昂贵设备，即可实现钛合金正交类箱体铸件精密加工，具有质量稳定、成本低廉、省时高效、易推广量产等优势

附图说明

图1是本发明的辅助装夹工具主视图。

图2是本发明的辅助装夹工具俯视图。

图1、2中：1—夹具本体；2—钛合金箱体；3—安装轴；4—配重块；5—压板；6—可调支撑；7—安装孔；8—顶紧螺杆；9—锁紧螺母。

具体实施方式

如图2所示：安装轴(3)主要由基准H、I、J、K、M及左端外螺纹组成。安装轴(3)与夹具本体(1)在I、M处配合装配，装配间隙0.005～0.01mm；安装轴(3)与钛合金箱体(2)在J、K处配合装配，装配间隙0.005～0.01mm；安装轴(3)左端外螺纹与锁紧螺母(9)内螺纹螺纹联接将安装轴(3)固定到夹具本体(1)。

如图1、2所示：两个配重块(4)形状为长方体，左右对称分布，在夹具设计时已计算好配重重量，故与夹具本体(1)铸造为一体，配重目的是平衡夹具偏心扭距，保护机床精度，保证人机安全，稳定加工质量。

如图2所示：压板(5)为标准通用压板，配合标准件双头螺栓及螺母、垫片位置限制钛合金箱体(2)沿G—G轴线旋转自由度。

如图2所示：可调支撑(6)一端为外螺纹，起调节作用；一端为顶尖，起支撑作用。其中外螺纹端与夹具本体(1)上一相配螺纹孔螺纹联接，通过螺纹上下调节钛合金箱体(2)高度，并靠顶尖端支撑定位，方便找平钛合金箱体(2)。

如图2所示：安装孔(7)在夹具本体(1)上按中、左、右分布三处，用于配合标准件T型槽螺栓及螺母将夹具本体(1)紧固到车床卡盘上。

如图2所示：顶紧螺杆(8)共两处，为标准件六方头螺栓，拧至夹具本体(1)左端两标准螺纹孔中，用于水平方向顶紧，限制钛合金箱体(2)左右移动。

如图2所示：锁紧螺母(9)为标准件六方螺母，与安装轴(3)左端外螺纹螺纹联接将安装轴(3)固定到夹具本体(1)。

如图1、2所示：钛合金箱体(2)通过安装轴(3)与夹具本体(1)配装，为保证加工精度，装配间隙最好取0.005～0.01mm。

本发明能够达到的精度指标如下：

a、空间两孔系轴线正交垂直度偏差φ0.02mm以内，正交距离偏差0.02mm以内。

b、两轴孔同轴度偏差φ0.02mm以内。

c、轴孔与基准端面垂直度偏差0.02mm以内。

d、表面粗糙度0.8μm。

加工铸造钛合金箱体的辅助装夹工具的发明，开辟了空间正交类箱体铸件精密加工新思路，克服了传统加工工艺的缺点，已达到同类产品推广应用的水平，并已得到初步应用。

综上所述，本发明的加工铸造钛合金箱体的辅助装夹工具经实践验证其工艺性能良好，质量稳定可靠，满足该类产品精度指标要求：空间两孔系轴线正交垂直度偏差φ0.02mm以内，正交距离偏差0.02mm以内。

Claims (2)

1、一种加工铸造钛合金箱体的方法，其特征在于：该方法是在夹具本体上设置六个测量基准和两个基准轴线，其中基准A与基准B垂直度0.01mm；基准B平面度0.01mm；基准C、D同轴度0.01mm；基准C与基准E垂直度0.01mm；F—F轴线与G—G轴线空间正交及空间距离L允许误差0.01mm；通过夹具本体上的三个安装孔，以基准面B作为定位基准，将夹具本体安装于车床卡盘上，找正夹具本体基准孔A全跳动0.01mm以内后，将夹具本体固定牢靠；钛合金箱体通过安装轴与夹具本体配装，夹具本体与安装轴及钛合金箱体装配间隙取0.005～0.01mm，之后通过可调支撑将钛合金箱体朝外端面调平至0.2mm即可，用压板限制钛合金箱体沿G—G轴线旋转自由度，水平方向用顶紧螺杆、锁紧螺母将夹具本体与安装轴及钛合金箱体固定，一次装夹找正即可连续完成零件批量加工，实现以车代镗。

2、一种加工铸造钛合金箱体的辅助装夹工具，其特征在于：装夹工具主要由夹具本体(1)、安装轴(3)、配重块(4)、压板(5)、可调支撑(6)、安装孔(7)、顶紧螺杆(8)、锁紧螺母(9)八部分组成，其中安装轴(3)穿过夹具本体(1)两端的支撑孔将钛合金箱体(2)通过锁紧螺母(9)固定，在I、M处配合间隙为0.005～0.01mm，安装轴(3)与钛合金箱体(2)在J、K处配合间隙为0.005～0.01mm；在夹具本体(1)上设置两个配重块(4)，配重块(4)为长方体，左右对称分布，与夹具本体(1)铸造为一体；压板(5)为标准通用压板，限制钛合金箱体(2)沿G—G轴线旋转自由度；可调支撑(6)一端为外螺纹起调节作用，另一端为顶尖起支撑作用，外螺纹端与夹具本体(1)上一相配螺纹孔螺纹联接，通过螺纹上下调节钛合金箱体(2)高度，并靠顶尖端支撑定位；在夹具本体(1)上设置三处安装孔(7)，配合T型槽螺栓及螺母将夹具本体(1)紧固到车床卡盘上；顶紧螺杆(8)为六方头螺栓，拧至夹具本体(1)左端两标准螺纹孔中，用于水平方向顶紧，限制钛合金箱体(2)左右移动。

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