CN111168326A - 具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工领域，涉及一种具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，包括以下步骤：1)加工底座，确保底座厚度两面平行度以及与找正基准面垂直度；2)加工支板，确保支板厚度两面平行度以及与底面垂直度；3)加工支座，确保支座厚度两面平行度以及与底面垂直度；4)加工定位板；5)加工导板；6)将底座、支座以及定位板组装成整体结构并固定在坐标镗床工作台上，采用镗刀加工支座上的盲孔，轴向升起镗刀，在底座上装配支板，更换镗刀在支板上加工支板上的通孔；7)用调整装配法在支座上装配导板。本发明提供了一种确保装配形位公差要求、降低对工人的技能水平的依赖以及可大幅提高装配合格率的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺。

Description

具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种工装的装配工艺，尤其涉及一种具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺。

背景技术

电火花夹具的结构如图1所示，包括底座1、支板2、支座3、定位板4(定位板4上设置有插销5)以及导板6在内的多个零件。其中，支板2上Ф44mm的通孔7与支座3上Ф30mm的盲孔8的中心连线(基准C)对电火花夹具的安装面(基准B)及找正面(基准面H，如图2所示)的平行度不大于0.01mm；导板6上两处型槽对基准C的对称度不大于0.01mm、对基准B的垂直度不大于0.01mm；插销5中心对基准C对称度不大于0.02mm；插销5中心与导板6上型槽中心夹角为180°±0′5″(如图3所示)；插销5中心对基准B的垂直度不大于0.01mm。由此可以看出，该工装的形位精度要求高，装配难度非常大。传统装配工艺是通过对每个零件的制造精度进行加严处理来保证装配精度。这种方法是很不经济且很难达到装配要求的，其原因是零件加工完成后，需用调整装配法来将各零件组装在一起，而调整装配法一次只能对多项高精度形位公差要求中的一项进行单独调整，对工人的装配技术水平依赖性太高，这也是造成装配不合格的主要原因之一。

而在实际生产中，基准C的精加工采用坐标镗设备进行，先装配后加工的方法虽然能满足C基准的形位精度，但在加工中由于主轴直径过大，会与支板2发生干涉。而若要镗刀穿过支板2上

通孔7来加工支座3上

盲孔8，刀杆直径最大只能选用

长度只能使用加长刀杆(经计算，刀杆长度不小于330mm)来加工，由于镗刀杆长径比过大，加工中必然产生震颤、让刀等问题，不能满足孔精度及表面粗糙度要求，而且也容易损坏镗刀。所以，该加工方法工艺性差。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种确保装配形位公差要求、降低对工人的技能水平的依赖以及可大幅提高装配合格率的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺包括以下步骤：

1)加工底座，所述底座厚度两面平行度不大于0.01mm，与找正基准面垂直度不大于0.005mm；

2)加工支板，所述支板厚度两面平行度不大于0.005mm，与支板底面垂直度不大于0.005mm；

3)加工支座，所述支座厚度两面平行度不大于0.005mm，与支座底面垂直度不大于0.005mm；

4)加工定位板；

5)加工导板；

6)将底座、支座以及定位板组装成整体结构，将该整体结构固定在坐标镗床工作台上，采用镗刀加工支座上的盲孔，轴向升起镗刀，在底座上装配支板，通过更换镗刀在支板上加工支板上的通孔；

7)用调整装配法在支座上装配导板，完成具有高精度要求的盲孔工装的装配。

上述步骤1)的具体实现方式是：

1.1)选取底座毛坯；所述底座毛坯是45号钢板；

1.2)对底座毛坯进行粗加工，所述粗加工时在底座毛坯的厚度方向留0.5-0.6mm余量，找正面留0.3mm磨量；

1.3)对底座毛坯进行正火，淬火，清洗以及时效热处理；

1.4)粗磨、精磨厚度两面及找正面，消除热处理后的变形，保证底座毛坯厚度两面平行度不大于0.01mm，与找正基准面垂直度不大于0.005mm，得到底座。

上述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)选取支板毛坯，所述支板毛坯是45号钢锻件；

2.2)对支板毛坯进行粗加工，铣全型，所述支板毛坯的支板厚度方向留0.4-0.5mm余量，底面留0.3mm余量，根据图纸要求，在支板通孔位置荒铣临时支板通孔，所述临时支板通孔的孔径小于支板通孔的孔径；

2.3)对支板毛坯进行淬火、回火、清洗以及时效热处理；

2.4)精磨支板毛坯厚度两面及底面，保证厚度两面平行度不大于0.005mm，与底面垂直度不大于0.005mm，得到支板。

上述步骤3)的具体实现方式是：

3.1)选取支座毛坯，所述支座毛坯是45号钢锻件；

3.2)对支座毛坯进行粗加工，铣全型，所述支座毛坯的支板厚度方向留0.4-0.5mm余量，底面留0.3mm余量，根据图纸要求，在支座盲孔位置荒铣临时支座盲孔，所述支座盲孔的孔径小于支座盲孔的孔径；

3.3)对支座毛坯进行淬火、回火、清洗以及时效热处理；

3.4)精磨支座毛坯厚度两面及底面，保证厚度两面平行度不大于0.005mm，与底面垂直度不大于0.005mm，得到支座。

上述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)选取定位板毛坯，所述定位板毛坯是T8A碳素工具钢棒料；

4.2)用铇床去除定位板毛坯余量，用铣床加工全型，槽的位置与40mm宽度方向的对称不大于0.1，120mm右端面及55mm上端面留0.3mm余量；

4.3)然后对定位板毛坯进行淬火、清洗以及时效热处理；

4.4)粗磨、精磨40mm两面、120mm右端面及55mm上端面，保证平行度不大于0.005mm，垂直度不大于0.005mm；

4.5)刀磨以40mm两面为基准加工槽并达公差，槽子与端面的垂直度不大于0.01mm，与40mm两面的对称度不大于0.01mm，得到定位板。

上述步骤5)的具体实现方式是：

5.1)选取导板毛坯，所述导板毛坯是45号钢板；

5.2)用铇床去除导板毛坯余量，用铣床加工全型，在两处型槽中心作穿丝孔，厚度方向及40mm两面均留0.4-0.5mm余量；

5.3)热处理之后，用平磨磨厚度两面及40mm两面，消除变形量，平行度以及垂直度均不大于0.005mm；

5.4)使用精密线切割来拉直侧面，并找正40mm中心，加工两处型槽达公差，与40mm两面对称度不大于0.01mm，得导板。

上述步骤6)的具体实现方式是：

6.1)将底座、支座以及定位板装配形成整体；

6.2)将步骤6.1)装配得到的整体紧紧地固定在坐标镗床工作台上；

6.3)拉直找正面，找正定位板宽度40mm两面中心，用加长镗刀镗支座盲孔达图要求，记录该盲孔X，Y坐标值，在不改变X向及Y向数值的情况下，将坐标镗头沿Z轴升起，装配支板并用螺钉及定位销固定；

6.4)更换镗刀，按照步骤6.3)所记录坐标值在支板上镗支板通孔。

上述步骤7)的具体实现方式是：随后用调整装配法装配导板，利用块规及杠杆千分表压表的方法调整导板位置，先保证位置公差之后，装入螺钉紧固后再调整第二个方向，使导板与C基准的对称度满足其图纸精度，最后再用定位销紧固，完成具有高精度要求的盲孔工装的装配。

本发明的优点是：

本发明提供了一种具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，该装配工艺打破常规思路，创新思维，把传统所有零件加工达到图纸要求后组装改变为半成品组装后补充加工达总图，其优点为：降低了装配难度，消除了装配误差；加工顺序更科学，解决了装配中因顺序不合理而组装困难的问题(例如定位板)；大幅提高了装配效率(30小时缩短到15小时)。本发明通过组合加工与调整装配方法的综合运用来解决工装的装配形位公差要求以及盲孔工装装配困难的技术难题，能同时满足多项高精度形位公差的装配要求，保证了夹具的装配精度，提高了生产效率，可提高相关零件的制造工艺性，降低对工人的技能水平的依赖，大幅提高装配合格率，操作简单方便，质量稳定可靠，合格率可达100％，已为军品生产提供了有力保障，可推广应用于类似产品实际生产中。

附图说明

图1是电火花夹具的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图(部分)；

图3是图1的A-A向视图；

图4是本发明所提供的装配工艺在加工Ф30mm的盲孔时的示意图；

图5是本发明所提供的装配工艺在加工Ф44mm的通孔时的示意图；

其中：

1-底座；2-支板；3-支座；4-定位板；5-插销；6-导板；7-通孔；8-盲孔。

具体实施方式

本发明提供了一种具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，具体包括以下步骤：

1)底座1毛坯以45号钢板料形式提供，粗加工时，厚度方向留0.5-0.6mm余量(板子尺寸17×124×336)，找正面留0.3mm磨量，对材料进行正火，淬火，清洗，时效热处理后，粗磨、精磨厚度两面及找正面，充分消除热处理后的变形，保证厚度两面平行度在0.01mm内，与找正基准面垂直度在0.005mm内；

2)支板2毛坯以45号钢锻件形式提供，粗加工时，铣全型，厚度方向留0.4-0.5mm余量，底面留0.3mm余量，注意荒铣

孔按

加工，然后对材料进行淬火、回火、清洗、时效热处理，随后精磨厚度两面及底面，保证厚度两面平行度在0.005mm内，与支板底面垂直度在0.005mm内，

孔暂不加工；

3)支座3的加工与支板2相同，注意支座3上

为盲孔8，要在热处理前先加工至

热处理之后暂不加工，大孔荒铣的目的是，在热处理时材料内应力释放更充分，后期零件在常温环境下保存不易变形，且利于精加工切削。

4)定位板4毛坯以T8A碳素工具钢棒料形式提供，用铇床去除毛坯余量，用铣床加工全型，注意8mm槽荒铣按5mm加工，槽的位置应与40mm宽度方向保证对称在0.1内，120mm右端面及55mm上端面应留0.3mm余量，然后对材料进行淬火、清洗、时效热处理工艺，随后粗磨、精磨40mm两面、120mm右端面及55mm上端面，保证平行度在0.005mm内，垂直度0.005mm内，最后，刀磨以40mm两面为基准加工8mm槽达公差，槽子与端面的垂直度要保证在0.01mm，与40mm两面的对称度保证在0.01mm内；

5)导板6毛坯以45号钢板料形式提供，用铇床去除毛坯余量，用铣床加工全型，在两处型槽中心作穿丝孔，厚度方向及40mm两面均留0.4-0.5mm余量，热处理之后，用平磨磨厚度两面及40mm两面，消除变形量，平行度垂直度均保证在0.005mm内，随后使用精密线切割来拉直侧面，并找正40mm中心，加工两处型槽达公差，与40mm两面对称度保证在0.01mm内；

6)将底座1、支座3、定位板4按图先装配起来(如图4)，将其视为一个整体，紧紧地固定在坐标镗床工作台上，坐标镗主轴半径为60mm，然而镗刀中心距离底座1距离为95mm，所以坐标镗加工

盲孔8各零件互不干涉。拉直找正面，找正定位板4宽度40mm两面中心，用

加长镗刀镗支座3上

盲孔8达图并记录该盲孔8的X，Y坐标值，此步骤加工完后零件不卸下；在不改变X向及Y向数值的情况下，将坐标镗头(Z轴)升起(如图5)，装配支板2并用螺钉及定位销固定，此过程应该始终保持零件在工作台上不松动，接下来换镗刀按照之前记录的坐标值镗支板2上

通孔7；

7)随后用调整装配法装配导板6。由于定位板4和导板6上有导向及形位公差要求的型槽尺寸小，在装配的时候既不方便工人操作也不方便测量，所以在制造定位板4及导板6的时候，将型槽与外型加工成对称的，这样工人装配就方便很多。利用块规及杠杆千分表压表的方法调整导板6位置，先保证位置公差98.48±0.02及45.795±0.01之后，装入螺钉紧固后再调整第二个方向，使其与C基准的对称度满足其图纸精度，最后再用定位销紧固。

本发明解决了形位公差要求高，盲孔工装装配困难的技术难题，能同时满足多项高精度形位公差的装配要求，保证了夹具的装配精度，提高了生产效率，操作简单方便，质量稳定可靠，合格率可达100％，为军品生产提供了有力保障，可推广应用于类似产品实际生产中。

Claims (8)

1.一种具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺包括以下步骤：

1)加工底座，所述底座厚度两面平行度不大于0.01mm，与找正基准面垂直度不大于0.005mm；

2)加工支板，所述支板厚度两面平行度不大于0.005mm，与支板底面垂直度不大于0.005mm；

3)加工支座，所述支座厚度两面平行度不大于0.005mm，与支座底面垂直度不大于0.005mm；

4)加工定位板；

5)加工导板；

6)将底座、支座以及定位板组装成整体结构，将该整体结构固定在坐标镗床工作台上，采用镗刀加工支座上的盲孔，轴向升起镗刀，在底座上装配支板，通过更换镗刀在支板上加工支板上的通孔；

7)用调整装配法在支座上装配导板，完成具有高精度要求的盲孔工装的装配。

2.根据权利要求1所述的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述步骤1)的具体实现方式是：

1.1)选取底座毛坯；所述底座毛坯是45号钢板；

1.2)对底座毛坯进行粗加工，所述粗加工时在底座毛坯的厚度方向留0.5-0.6mm余量，找正面留0.3mm磨量；

1.3)对底座毛坯进行正火，淬火，清洗以及时效热处理；

1.4)粗磨、精磨厚度两面及找正面，消除热处理后的变形，保证底座毛坯厚度两面平行度不大于0.01mm，与找正基准面垂直度不大于0.005mm，得到底座。

3.根据权利要求2所述的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)选取支板毛坯，所述支板毛坯是45号钢锻件；

2.2)对支板毛坯进行粗加工，铣全型，所述支板毛坯的支板厚度方向留0.4-0.5mm余量，底面留0.3mm余量，根据图纸要求，在支板通孔位置荒铣临时支板通孔，所述临时支板通孔的孔径小于支板通孔的孔径；

2.3)对支板毛坯进行淬火、回火、清洗以及时效热处理；

2.4)精磨支板毛坯厚度两面及底面，保证厚度两面平行度不大于0.005mm，与底面垂直度不大于0.005mm，得到支板。

4.根据权利要求3所述的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述步骤3)的具体实现方式是：

3.1)选取支座毛坯，所述支座毛坯是45号钢锻件；

3.2)对支座毛坯进行粗加工，铣全型，所述支座毛坯的支板厚度方向留0.4-0.5mm余量，底面留0.3mm余量，根据图纸要求，在支座盲孔位置荒铣临时支座盲孔，所述支座盲孔的孔径小于支座盲孔的孔径；

3.3)对支座毛坯进行淬火、回火、清洗以及时效热处理；

3.4)精磨支座毛坯厚度两面及底面，保证厚度两面平行度不大于0.005mm，与底面垂直度不大于0.005mm，得到支座。

5.根据权利要求4所述的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)选取定位板毛坯，所述定位板毛坯是T8A碳素工具钢棒料；

4.2)用铇床去除定位板毛坯余量，用铣床加工全型，槽的位置与40mm宽度方向的对称不大于0.1，120mm右端面及55mm上端面留0.3mm余量；

4.3)然后对定位板毛坯进行淬火、清洗以及时效热处理；

4.4)粗磨、精磨40mm两面、120mm右端面及55mm上端面，保证平行度不大于0.005mm，垂直度不大于0.005mm；

4.5)刀磨以40mm两面为基准加工槽并达公差，槽子与端面的垂直度不大于0.01mm，与40mm两面的对称度不大于0.01mm，得到定位板。

6.根据权利要求5所述的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述步骤5)的具体实现方式是：

5.1)选取导板毛坯，所述导板毛坯是45号钢板；

5.2)用铇床去除导板毛坯余量，用铣床加工全型，在两处型槽中心作穿丝孔，厚度方向及40mm两面均留0.4-0.5mm余量；

5.3)热处理之后，用平磨磨厚度两面及40mm两面，消除变形量，平行度以及垂直度均不大于0.005mm；

5.4)使用精密线切割来拉直侧面，并找正40mm中心，加工两处型槽达公差，与40mm两面对称度不大于0.01mm，得导板。

7.根据权利要求6所述的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述步骤6)的具体实现方式是：

6.1)将底座、支座以及定位板装配形成整体；

6.2)将步骤6.1)装配得到的整体紧紧地固定在坐标镗床工作台上；

6.3)拉直找正面，找正定位板宽度40mm两面中心，用加长镗刀镗支座盲孔达图要求，记录该盲孔X，Y坐标值，在不改变X向及Y向数值的情况下，将坐标镗头沿Z轴升起，装配支板并用螺钉及定位销固定；

6.4)更换镗刀，按照步骤6.3)所记录坐标值在支板上镗支板通孔。

8.根据权利要求7所述的具有高精度要求的盲孔工装的装配工艺，其特征在于：所述步骤7)的具体实现方式是：随后用调整装配法装配导板，利用块规及杠杆千分表压表的方法调整导板位置，先保证位置公差之后，装入螺钉紧固后再调整第二个方向，使导板与C基准的对称度满足其图纸精度，最后再用定位销紧固，完成具有高精度要求的盲孔工装的装配。

Images