CN101844257B - 节气门体空间锥度孔加工方法 - Google Patents

Abstract

一种节气门体空间锥度孔加工方法，对空间角度锥度孔加工工艺简化成普通机械加工工艺方式，替代高精度设备加工。本工艺方案采取设计一种普通夹具，通过夹具对空间角度进行转换，将空间角度锥度孔转换成二维平面的单一加工方式的锥度孔，在普通锥度线切割设备上实现加工。在保证加工质量的前提下，提高生产效率，降低生产成本。

Description

节气门体空间锥度孔加工方法

技术领域

本发明涉及机械制造加工空间角度锥度孔加工工艺，特别是运用夹具设计技术，结合普通锥度线切割设备，解决节气门体高精度空间角度锥度孔加工的工艺方法。 

背景技术

空间角度锥度孔加工技术一直是机械制造技术领域比较困难的技术，特别是空间角度锥度孔加工在模具制造上更是困难重重。在现有的锥度孔加工技术中，绝大多数都是二维平面上的锥度孔加工。在节气门体零件上有一空间角度锥度孔，以往采取压铸后机械加工工艺，造成此处零件组织结构疏松，由此造成零件报废。为了减少机加工序，提高零件合格率，模具设计采用液压抽芯结构形式对该空间角度锥度孔直接压铸成型，由于压铸模具成型是在高温、高压条件下生产，对模具零件尺寸精度要求严格，零件间的尺寸配合也要求高，且零件必须具有高硬度、高耐磨性，给模具制造带来了前所未有的挑战。在最初的模具成型零件空间角度锥度孔加工上采取淬火前将空间角度锥度孔直接镗削加工成，然后真空淬火的工艺方法；但由于淬火后零件变形，导致模具装配依靠钳工手工修配，生产效率低下，平均配装需要3-4天；同时模具零件尺寸精度也严重受到影响，导致模具配合精度差，在压铸生产过程中导致零件卡水，造成模具维修频率过高(每压铸7-8千模次就需维修)和模具寿命降低(平均模具寿命4-5万模次)；同时也影响了零件成型尺寸的稳定；且该工艺方法为了保证空间角度锥度孔位置精度，所有后续精加工都必须以锥度孔为基准，给后续机械加工尺寸保证带来了严重困难。通过不断工艺改进，采取在粗加工前镗削预孔，淬火后由电火花加工成型的工艺；但由于受电极(锥度电极)加工精度和装夹位置精度、尺寸控制影响，以及加工基准的影响，在装配过程中仍然需要钳工配修，造成模具配合精度低，压铸过程中容易卡水，同样模具维修频率过高和模具寿命降低，零件成型尺寸不稳定等缺点。 

发明内容

本发明的目的是提供一种节气门体空间锥度孔加工方法，在降低加工难度的同时，通过夹具和设备保证零件尺寸和位置精度，以提高零件加工效率；并保证模具装配精度，提高模具制造质量，稳定压铸成型零件尺寸，以及提高压铸模具寿命。 

本发明的目的是这样实现的：一种节气门体空间锥度孔加工方法，按以下步骤进行： 

a)、在节气门体模具零件的台肩顶部中心加工一个工艺螺纹孔，工艺螺纹孔中心线与待加工空间锥形孔中心线共面且相交；工艺螺纹孔中心线垂直于作为模具定位面的台肩顶面，作为模具配合面的台肩侧面垂直于模具定位面，在淬火和精加工之前，利用镗床沿节气门体上沿待加工空间锥形孔中心线方向钻一个小与该空间锥形孔小端的穿丝孔； 

b)、对夹具零件进行精加工成型：沿夹具零件矩形底面中心钻一个用作采用螺钉与模具零件连接固定的第二工艺孔，同时，以夹具零件矩形底面中心为圆心，加工一个与模具零件台肩顶部形状能形成静配合的圆形凹槽，并使作为夹具配合面的圆形凹槽的侧面垂直于作为夹具定位面的圆形凹槽的底面，夹具零件上还加工有第一工艺孔和第三工艺孔，第一工艺孔中心线垂直于第二工艺孔中心线，且第一工艺孔中心线与第二工艺孔中心线共面，第三工艺孔中心线与凹槽底面的夹角等于模具零件上待加工的空间锥形孔中心线与模具零件台肩顶面的夹角；且第三工艺孔中心线与第二工艺孔中心线共面； 

c)、将上述a、b步加工完成后的模具零件和夹具零件进行装配：将模具零件的台肩放入夹具零件的圆形凹槽内，模具定位面与夹具定位面垂直，模具配合面与夹具配合面形成静配合；采用螺钉穿过夹具零件的第二工艺孔，再旋接在模具零件的工艺螺纹孔上。 

d)、将c步装配好的装配体装夹在锥度线切割机床的工作台面上，然后根据夹具零件的第三工艺孔中心线计算待加工空间锥形孔理论中心线，和根据夹具零件第一工艺孔中心线计算待加工空间锥形孔的理论起始位置，并编程计算加工空间锥形孔。 

本发明通过设计的夹具，将模具零件配合装入夹具并固定好，使空间角度锥孔转换成二维平面的锥孔。夹具的第一工艺孔中心线与模具零件的中心轴线正相 交，且夹具第三工艺孔中心线与夹具底座平面(即圆形凹面)的夹角等于模具零件锥度孔中心线与模具台肩顶部平面的夹角。锥度线切割通过夹具上工艺孔找正模具零件上锥度孔中心，并通过工艺孔中心计算锥度切割的起始点位置，一次加工成型。 

本发明相比于现有技术具有如下有益效果： 

1、本发明通过夹具设计技术，降低了各道工序的加工难度，提高了过程保证能力，提高了生产效率。实施工艺前，配装锥度孔需要3-4天；实施工艺后，配装锥度孔仅需要2-3小时。 

2、本发明解决了淬火变形的问题，提高了模具零件上空间角度锥度孔加工精度，从而保证了模具的配合精度，提高了模具寿命。模具寿命从实施工艺前的4-5万模次，提高到实施工艺后的12万模次以上；同时，维修频率也大大降低，平均维修频率从实施工艺前的7-8千模次提高到实施工艺后的3-4万模次。 

3、本发明解决了加工基准，尺寸控制以及装夹可靠性的问题，使加工的模具零件精度高，互换性强。模具维修时间从工艺应用前的平均3-4天，缩短到工艺应用后的2-3小时。极大地提高了生产效率。 

附图说明

图1是本发明的加工节气门体模具零件图； 

图2是本发明的夹具零件主视图； 

图3是图2所示K向视图； 

图4是图2所示夹具剖面图； 

图5是加工原理主视图； 

图6是图5所示加工原理俯视图； 

图7是图5所示剖面图； 

图8是图5所示剖面图。 

具体实施方式

参见图6、图7，一种节气门体空间锥度孔加工方法，按以下步骤进行： 

a)、在节气门体模具零件1a的台肩顶部中心加工一个工艺螺纹孔1b，工艺螺纹孔1b中心线与待加工空间锥形孔1c中心线共面且相交；工艺螺纹孔1b中心线垂直于作为模具定位面1d的台肩顶面，作为模具配合面1e的台肩侧面垂直于模具定位面1d，在淬火和精加工之前，利用镗床沿节气门体上沿待加工空间 锥形孔1c中心线方向钻一个小于该空间锥形孔小端的穿丝孔； 

b)、对夹具零件2a进行精加工成型：沿夹具零件2a矩形底面中心钻一个用作采用螺钉3与模具零件1a连接固定的第二工艺孔2d，同时，以夹具零件2a矩形底面中心为圆心，加工一个与模具零件台肩顶部形状能形成静配合的圆形凹槽，并使作为夹具配合面2c的圆形凹槽的侧面垂直于作为夹具定位面2f的圆形凹槽的底面，夹具零件2a上还加工有第一工艺孔2b和第三工艺孔2e，第一工艺孔2b中心线垂直于第二工艺孔2d中心线，且第一工艺孔2b中心线与第二工艺孔2d中心线共面，第三工艺孔2e中心线与凹槽底面的夹角等于模具零件1a上待加工的空间锥形孔1c中心线与模具零件1a台肩顶面的夹角；且第三工艺孔2e中心线与第二工艺孔2d中心线共面； 

c)、将上述a、b步加工完成后的模具零件1a和夹具零件2a进行装配：将模具零件1a的台肩放入夹具零件2a的圆形凹槽内，模具定位面1d与夹具定位面2f垂直，模具配合面1e与夹具配合面2c形成静配合；采用螺钉3穿过夹具零件的第二工艺孔2d，再旋接在模具零件的工艺螺纹孔1b上。 

d)、将c步装配好的装配体装夹在锥度线切割机床的工作台面上，然后根据夹具零件2a的第三工艺孔2e中心线计算待加工空间锥形孔1c理论中心线，和根据夹具零件2a第一工艺孔2b中心线计算待加工空间锥形孔1c的理论起始位置，并编程计算加工空间锥形孔1c。 

图1示出，模具零件(简称模具)的台肩，台肩顶部中心有一工艺螺纹孔1b。夹具零件(简称夹具)矩形底部有一圆形凹槽(参见图3)，图3示出，该圆形凹槽不是标准的圆形，而是圆形顶部沿水平方向切除一块弧形(作为模具安装定位面)后的形状。从工艺要求来说，只要模具的台肩与夹具的凹槽形成紧配合即可。 

以加工某节气门体模具为例：在图1节气门体模具零件1a上增加一工艺螺纹孔1b，淬火和精加工之前，利用镗床在空间锥形孔1c中心钻一适当大小的穿丝孔(一般直径为2～3mm，仅供穿丝用)；然后将图1节气门体模具零件1a按照工艺要求直接精加工成型，并按照与夹具配合要求，加工模具定位面1d和模具配合面1e：保证模具定位面1d与模具零件1a的中心线垂直，模具配合面1e中心线(也称中心轴线)与模具零件1a中心线重合(即同轴)；模具配合面1e 与夹具零件2a上夹具配合面2c静配合。在加工图1节气门体模具零件1a的同时，生产图2所示夹具零件2a。按照图1节气门体模具零件1a的配合要求，严格控制夹具零件2a上夹具配合面2c尺寸，保证与模具配合面1e静配合；同时保证夹具定位面2f与夹具零件2a的基准面2g的角度精度，以及保证夹具配合面2c的中心线垂直于夹具定位面2f；保证第三工艺孔2e中心线与夹具配合面2c(2c是一圆形)中心线在同一平面上，第一工艺孔2b中心线与夹具配合面2c中心线正相交，达到高精度配合加工的目的。图1节气门体模具零件1a和图2夹具零件2a都生产完成后，将图1节气门体模具零件1a按照图5所示方式装配入图2夹具零件2a中，并用螺钉3紧固。将装配好的装配体按照图6所示加工原理装夹在锥度线切割机床工作台面上。 

参见图7、图8所示，第三工艺孔2e找正待加工空间锥形孔1c中心线，然后根据图5所示第一工艺孔2b中心线计算锥形孔1c理论起始位置，并编程计算加工空间锥形孔1c。 

Claims (1)

1.一种节气门体空间锥度孔加工方法，其特征是：按以下步骤进行：

a)、在节气门体模具零件(1a)的台肩顶部中心加工一个工艺螺纹孔(1b)，工艺螺纹孔(1b)中心线与待加工空间锥形孔(1c)中心线共面且相交；工艺螺纹孔(1b)中心线垂直于作为模具定位面(1d)的台肩顶面，作为模具配合面(1e)的台肩侧面垂直于模具定位面(1d)，在淬火和精加工之前，利用镗床沿节气门体上沿待加工空间锥形孔(1c)中心线方向钻一个小于该空间锥形孔小端的穿丝孔；

b)、对夹具零件(2a)进行精加工成型：沿夹具零件(2a)矩形底面中心钻一个用作采用螺钉(3)与模具零件(1a)连接固定的第二工艺孔(2d)，同时，以夹具零件(2a)矩形底面中心为圆心，加工一个与模具零件台肩顶部形状能形成静配合的圆形凹槽，并使作为夹具配合面(2c)的圆形凹槽的侧面垂直于作为夹具定位面(2f)的圆形凹槽的底面，夹具零件(2a)上还加工有第一工艺孔(2b)和第三工艺孔(2e)，第一工艺孔(2b)中心线垂直于第二工艺孔(2d)中心线，且第一工艺孔(2b)中心线与第二工艺孔(2d)中心线共面，第三工艺孔(2e)中心线与凹槽底面的夹角等于模具零件(1a)上待加工的空间锥形孔(1c)中心线与模具零件(1a)台肩顶面的夹角；且第三工艺孔(2e)中心线与第二工艺孔(2d)中心线共面；

c)、将上述a、b步加工完成后的模具零件(1a)和夹具零件(2a)进行装配：将模具零件(1a)的台肩放入夹具零件(2a)的圆形凹槽内，模具定位面(1d)与夹具定位面(2f)垂直，模具配合面(1e)与夹具配合面(2c)形成静配合；采用螺钉(3)穿过夹具零件的第二工艺孔(2d)，再旋接在模具零件的工艺螺纹孔(1b)上；

d)、将c步装配好的装配体装夹在锥度线切割机床的工作台面上，然后根据夹具零件(2a)的第三工艺孔(2e)中心线计算待加工空间锥形孔(1c)理论中心线，和根据夹具零件(2a)第一工艺孔(2b)中心线计算待加工空间锥形孔(1c)的理论起始位置，并编程计算加工空间锥形孔(1c)。 

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