CN103658763B - 一种高精度装配要求零件的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工艺装备设计领域，具体涉及一种高精度装配要求零件的加工方法，包括如下步骤：A、根据两被加工零件需对接部位的结构、尺寸和装配精度，设计并加工出与两被加工零件对接部位对应的两模板；B、保证两模板的精度，两模板进行装配协调，保证两模板的装配精度；C、根据两模板分别反制出两钻模板；D、使用两钻模板分别制备出被加工零件。本发明依据数据模拟传递原理，通过设计模板，再用模板实物作为数据量载体，反制加工零件用的钻模板，用反制的钻模板加工的零件，能达到高精度装配要求，零件间实现互换。钻模板通常用于普通机床，使用钻模板加工零件操作简单方便，操作难度低。对大批量生产制造零件效率提高显著，降低制造成本。

Description

一种高精度装配要求零件的加工方法
技术领域
本发明属于工艺装备设计领域，具体涉及一种加工高精度装配要求零件加工方法。
背景技术
航天产品中，因其性能需要，要求两个或两个以上零件装配在一起时，零件与零件之间的间隙（轴面、径向）、零件与零件的角向位置需要很高的精度，例如导弹舱体与舱体间的连接：此类零件间的配合径向精度为、配合性质一般为H8/e7或H7/f6,舱体与舱体间对接后连接用孔沿圆周分布孔数量一般为6～18个，圆周分布孔的孔与孔间的角度误差一般为3分，同时，用于连接两个零件用的螺栓直径与零件上孔的配合为H8/f6,或最大间隙小于0.2mm。舱体与舱体装配后，两端面之间的间隙允差0～0.1mm。这种高精度的零件，且装配后有高精度要求，零件的加工需要具有高精度的数控机床，才能保证零件的精度、零件间顺利装配及装配精度，并实现零件间装配具有互换性。若这种高精度要求的零件在同一场地用高精度机床加工完成，能实现最终装配及精度要求。但如果需多个厂家、多个场地分别完成零件加工，则必需靠精确的数字量传递，机加件的数字量传递，因要加工的零件精度高，要建立零件工艺模型，而后进行仿真优化后，进行数控加工，同时采用数字化检测设备进行检测。否则，尽管每个零件尺寸均在设计图纸要求的制造公差内，也有可能不能装配在一起，达不到装配精度要求及互换。势必造成高成本制造。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种用模拟量传递替代数字量传递的零件加工方法。这种方法可用普通精度加工机床替代高精度数控机床完成零件加工，与加工场地是否是异地加工无关，满足装配及装配精度要求。降低制造成本。
为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一种高精度装配要求零件的加工方法，包括如下步骤：
A、根据两被加工零件需对接部位的结构、尺寸和装配精度，设计并加工出与两被加工零件对接部位对应的两模板；
B、保证两模板的精度，两模板进行装配协调，保证两模板的装配精度；
C、根据两模板分别反制出两钻模板；
D、使用两钻模板分别制备出被加工零件。设计制造的钻模板实物，除与模板协调合格外，应具有在被加工零件及机床上合理定位、夹紧的功能，以实现对零件的加工；
所述模板采用高精度数控机床加工。
所述模板的精度等级等于或高于被加工零件精度
所述模板的精度高于被加工零件精度一个精度等级。
根据模板实物尺寸精度反制钻模板，模板与钻模板的配合性质与两被加工零件间的配合性质相同。
使用钻模板制备被加工零件的方法为：
A、根据被加工零件的尺寸和结构形状要求，将零件加工到使用钻模板钻孔的状态，被加工零件与相应的钻模板对接装配；
B、进行被加工零件和钻模板的角向定位；
C、根据钻模板上的连接孔的钻套尺寸，加工被加工零件上的连接孔，每加工完一个连接孔，插入尺寸合适的协调插销后，再加工下一个连接孔。
所述模板的材料需具有稳定性能。
所述稳定性能包括模板的精度、变形量。
本发明的有益效果：
本发明依据数据模拟传递原理，通过设计模板，再用模板实物作为数据量载体，反制加工零件用的钻模板，用反制的钻模板加工的高精度装配精度要求的零件，能达到高精度装配要求，零件间实现互换。钻模板通常用于普通机床，使用钻模板加工零件操作简单方便，操作难度低。对大批量生产制造零件效率提高显著，降低制造成本。
本发明可推广到多个高精度零件、各种形状结构零件间高精度装配要求的制造。
附图说明
图1是本发明实施例中的内模板、外模板装配示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明的实施例的内模板的结构示意图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是本发明的实施例的外模板的结构示意图；
图6是图5的A-A剖视图；
图7是本发明的实施例中用内模板反制的钻模板结构示意图；
图8是图7的B-B剖视图；
图9是本发明的实施例中用外模板反制的钻模板结构示意图；
图10是图9的B-B剖视图；
图11是协调插销的结构示意图。
具体实施方式
下面以某航天产品上两段舱体A和B连接为例，对本发明的具体实施方式进行描述。
1）加工内、外模板
根据待加工零件A和B的对接部分的结构和几何形状等，加工与零件A对应的内模板1和外模板2，内模板1和外模板2的精度等级高于待加工零件A和B精度（如果待加工零件精度要求极高时模板精度允许等于零件精度，但一般精度是高于一个精度单位）；内模板1和外模板2装配协调如图1和图2所示，角向定位销3插入内模板1和外模板2角向定位后，协调插销6通过定位衬套4、5插入内模1、内模2上的圆周孔（协调插销6数量与模板上孔数量相同，每个协调插销6的尺寸与所插入的孔的尺寸对应）配合协调，所有协调插销6全部插入为合格。（定位衬套4、5的材料具有耐磨性能，能防止长期使用磨损，还便于更换）
见图3和图4所示，内模板1上显示的D尺寸与被加工零件A的轴径尺寸相同，L#尺寸为被加工零件A上圆周分布的连接孔的中心到对接定位面的轴向距离。
2）加工舱体零件A
加工完成内模板1后，根据内模板1实物尺寸精度，反制一钻模板7，见图7和图8。图7和图8中的D尺寸与图4中的D尺寸相同，二者的配合性质与被加工零件间的配合性质相同。将内模板1和钻模板7进行实物装配后协调，即用角向定位销3进行角向定位后，选用图11的协调插销6插入内模板1和钻模板7上的圆周连接孔，全部插入为合格（协调插销6的数量及尺寸根据被加工零件上的连接孔数量、尺寸确定。有时两个要装配在一起的零件连接孔的孔径不一样，此时，需要制造台阶销，或不同直径的协调插销）。
钻模板7与内模板1协调合格后，以该钻模板7采用普通机床加工舱体零件A，即：以图7和图8上显示的钻模板7的D尺寸定位，将需加工本工序的舱体零件A端面贴紧L#尺寸的左端面，然后用角向定位销3将舱体零件A和钻模板7的角向定位孔进行定位并合理夹紧。根据钻模板7上钻套的尺寸，选择钻头加工舱体零件A上圆周上的连接孔，加工完成一个连接孔，插上一个协调插销6（选择一种合适尺寸的插销），以此类推，完成所有圆周上的连接孔。
3）加工舱体零件B
见图5和6的外模板2：外模板上的D尺寸与待加工零件B的孔径尺寸相同，L#为被加工零件上圆周分布孔的中心到对接定位面的轴向距离。加工完成外模板2后，根据外模板2实物尺寸精度，制作一个钻模板8，结构形式见图9和10。图9和10中的D尺寸与图3中的D尺寸相同，外模板2和钻模板8的配合性质与待加工零件B间的配合性质相同。外模板2和钻模板8进行实物装配后协调，既用角向定位销3进行角向定位后，用协调插销6插入外模板2和钻模板8，全部插入为合格。
钻模板8与外模板2协调合格后，用钻模板8加工舱体零件B，即将需进行本工序加工的舱体零件B插入图10中钻模板8上的D轴径上，以D定位，舱体零件B端面贴紧L#尺寸的左端面，舱体零件B与钻模板8用角向定位销3角向定位后合理夹紧。根据钻模板上钻套的尺寸，选择钻头加工舱体零件B上圆周上的连接孔，加工完成一个连接孔，插上一个协调插销6,以此类推，完成所有圆周上孔的加工。

Claims (5)

1.一种高精度装配要求零件的加工方法，包括如下步骤：
A、根据两被加工零件需对接部位的结构、尺寸和装配精度，设计并加工出与两被加工零件对接部位对应的两模板，所述模板的精度等级等于或高于被加工零件精度；
B、保证两模板的精度，两模板进行装配协调，保证两模板的装配精度；
C、根据两模板分别反制出两钻模板；
D、使用两钻模板分别制备出被加工零件。
2.根据权利要求1所述的高精度装配要求零件的加工方法，其特征在于，所述模板采用高精度数控机床加工。
3.根据权利要求2所述的高精度装配要求零件的加工方法，其特征在于，所述模板的精度高于被加工零件精度一个精度等级。
4.根据权利要求1所述的高精度装配要求零件的加工方法，其特征在于，根据模板实物尺寸精度反制钻模板，模板与钻模板的配合性质与两被加工零件间的配合性质相同。
5.根据权利要求1所述的高精度装配要求零件的加工方法，其特征在于，使用钻模板制备被加工零件的方法为：
a、根据被加工零件的尺寸和结构形状要求，将零件加工到使用钻模板钻孔的状态，被加工零件与相应的钻模板对接装配；
b、进行被加工零件和钻模板的角向定位；
c、根据钻模板上的连接孔的钻套尺寸，加工被加工零件上的连接孔，每加工完一个连接孔，插入尺寸合适的协调插销后，再加工下一个连接孔。
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