CN112676767B - 带立板高精度形位公差快换工装的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工领域，涉及一种带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，包括以下步骤：1)精加工底板；2)精加工定位板；3)精加工两件垫高块；4)精加工立板；5)精加工定向销；6)用调整装配法装配立板；7)钳工组装两个垫高块，由高精度平磨首先磨两件齐平，然后配磨定位板厚度达总图152.2±0.01，平面度0.003，平行0.003。本发明提供了一种保证工装的装配精度要求、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以及可大幅提高装配合格率的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法。

Description

带立板高精度形位公差快换工装的装配方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种快换工装的装配方法，尤其涉及一种带立板高精度形位公差快换工装的装配方法。

背景技术

带立板高精度形位公差快换工装是带有立板的(如图1中的标号7)，且形状位置公差精度都相对较高(见图1)，具体表现在：1)底板厚度的下面为A基准；2)定位拉钉与补偿拉钉的中心连线为B基准；3)涨芯为C基准；4)立板的垂直面为D基准。底板上有四个拉钉，孔距为250±0.01，底板上有一处

孔与A基准垂直度不大于/>

里端面与A基准平行度不大于0.005，B基准与D基准之间的距离为283±0.01，D基准与A基准垂直不大于0.01，D基准与B基准平行不大于0.01，A基准与定位板平行不大于0.008，A基准与定向轴的上里端面平行不大于0.005，且高度距离为28.985±0.003，定位拉钉与C基准的距离为130.5±0.01及86±0.01，C基准与定向销之间的距离为92±0.01及38.55±0.01。安装拉钉使用70N的力矩扳手拧紧拉钉，拉钉装入基础板(见图2)后重复定位误差不大于0.005，由此可见，该带立板高精度形位公差快换工装的形位公差精度要求高，装配难度非常大。工艺路线需要精心安排，不能按传统工艺路线对每个零件进行严格控制来保证总装配图的技术要求，这样不但增加单个零件的制造精度，而且不经济也很难达到装配要求。

在现场的加工过程中，要保证立板D基准与底板A基准，B基准的垂直平行不大于0.01的要求，不能单独加工立板合格后再装配保证垂直平行要求，必须将立板组装后再加工D基准，保证图纸的垂直平行不大于0.01；其次，立板与底板的连接是螺钉销子固定，所以为了保证装配精度要求，立板与底板上的2-

销子孔必须由坐标镗加工到孔径孔距一致在0.01内，为后续装配提供便利。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种保证工装的装配精度要求、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以及可大幅提高装配合格率的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述带立板高精度形位公差快换工装的装配方法包括以下步骤：

1)精加工底板；

2)精加工定位板；

3)精加工两件垫高块；

4)精加工立板；

5)精加工定向销；

6)用调整装配法装配立板；

7)钳工组装两个垫高块，由高精度平磨首先磨两件齐平，然后配磨定位板厚度达总图152.2±0.01，平面度0.003，平行0.003。

上述步骤1)的具体实现方式是：

1.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

1.2)数控铣铣外型及各处倒角∥⊥0.03；

1.3)平磨加工厚度两面留再磨量0.2-0.3mm；

1.4)高精度平磨加工厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平面度0.005，∥0.005；

1.5)坐标镗分中找正，镗4-

拉钉孔及4×M10螺纹孔，/>

找正孔；

1.6)检验检查四个拉钉孔XY方向距离250±0.01的实际尺寸合格后进行步骤1.7)；

1.7)钳工攻丝4×M10螺纹孔；组装四个拉钉及相关零件；

1.8)高精度平磨：上基础板，磨厚度上面留再磨量0.1mm，平面度0.005mm，∥0.005；

1.9)数控卧铣：上基础板，铣410两面∥⊥0.01mm，镗410上面

孔深12，作8×M8螺纹孔；

1.10)检验检查410两面与B基准平行0.02mm及

孔合格后进行步骤1.11)；

1.11)数控铣：上基础板找正定位拉钉；

1.12)坐标镗：上基础板，找正定位拉钉：在

孔中心镗/>

工艺孔；

1.13)检验检查

工艺孔对定位拉钉XY尺寸合格后进行步骤1.14)；

1.14)坐标镗找正

工艺孔，镗/>

孔深度达图要求17mm；

1.15)检验检查

孔，里端面及相关尺寸合格后进行步骤1.16)；

1.16)钳工组装立板，同时保证立板有加工余量。

上述步骤1.11)的具体实现方式是：

1.11.1)作安装孔螺纹底孔，钳工配合在机床上攻丝，确保垂直度；

1.11.2)

孔作荒留2mm，铣里端面深度17达名义尺寸，平行度0.005mm，清根；

1.11.3)作

孔，/>

孔及孔内6×M8螺纹孔。

上述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

2.2)由平磨加工厚度两面及一侧面，厚度留再磨量0.2-0.25mm，保证平行垂直不大于0.01mm；

2.3)数控铣；

2.4)坐标镗：镗

孔(定向销安装孔)，/>

孔，2×M16螺纹底孔，达总图38.55±0.01，92±0.01；50.7±0.1，124±0.1；87.1±0.1，89.1±0.1；

2.5)高精度平磨加工厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平行度、垂直度不大于0.01mm。

上述步骤2.3)的具体实现方式是：

2.3.1)精铣外型及各处倒角；

2.3.2)

孔作荒留1-1.5mm；

2.3.3)作各螺钉台孔及螺纹孔。

上述步骤3)的具体实现方式是：

3.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

3.2)先由平磨加工厚度两面及一侧面，厚度留再磨量0.2-0.25mm，保证平行垂直不大于0.01mm；

3.3)数控铣；

3.4)高精度平磨加工两个垫高块厚度一致0.01内，厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平行垂直不大于0.01mm。

上述步骤3.3)的具体实现方式是：

3.3.1)精铣外型及各处倒角；

3.3.2)作各螺钉台孔及螺纹孔。

上述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

4.2)普铣去除余量62×130；

4.3)平磨加工厚度两面及一侧面，平行垂直不大于0.01mm；

4.4)数控铣加工所有型面及螺钉台孔，加工D基准面时留1-1.5mm余量，为后序组装后加工留足够余量；

4.5)高精度平磨加工厚度两面及一侧面，平行垂直不大于0.005mm。

上述步骤5)的具体实现方式是：

5.1)选择9Cr18高碳高铬马氏体不锈钢棒料，热处理后具有高硬度HRC50-55；

5.2)数控铣先铣工艺扁，使零件有方向性，加工三个螺钉孔及销子孔后；

5.3)车工再车D外圆留磨量0.4-0.5mm；

5.4)数控铣拉直工艺扁，铣D1型面；

5.5)热处理；

5.6)高精度万能磨磨

外圆与2配压合，靠磨里端面；掉头找正，磨D外圆达公差及粗糙度，配磨里端面达总图28.985±0.003，跳动0.003。

上述步骤6)的具体实现方式是：

6.1)三坐标测量总图B基准至底板410下面距离H的实际尺寸H；

6.2)钳工组装立板与总图B基准线大致平行0.1-0.15内；

6.3)数控卧铣：上基础板，根据H实际值与283之和，用加长刀杆精铣立板D基准，达总图283±0.01∥0.01与B，⊥0.01与A；

6.4)检验检查立板283±0.01∥0.01与B，⊥0.01与A所有尺寸合格后进行下工序；

6.5)数控卧铣：拉直基础板，根据H实际值，镗立板上的2个定位孔圆柱销，菱形销安装孔，

深15找正孔，与底板基准A垂直0.01mm；

6.6)检验检查底板与立板所有相关尺寸合格后进行下工序。

本发明的优点是：

本发明提供了一种带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，该方法是通过钳工的装配组合加工与调整装配方法的综合运用来保证工装的装配精度要求，定位拉钉与夹紧拉钉位置不能随意装配，相当于普通工装的圆柱销与菱形销的作用，一个定位，一个定向。其次再装两个补偿拉钉。如此组装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。本发明打破常规思路，创新思维，把传统工艺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：①降低了装配难度，消除了因单件生产积累的装配误差；②大幅提高了装配效率，时间由原来20小时缩短到现在10小时。本发明解决了形位公差要求高，带立板快换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％，可推广应用于类似快换工装生产中。

附图说明

图1是带立板高精度形位公差快换工装的结构示意图；

图2是拉钉装入基础板的三维立体图；

图3是底板的结构示意图；

图4是底板的俯视结构示意图；

图5是底板的后视结构示意图；

图6是立板的结构示意图；

图7是立板的侧视结构示意图；

图8是定向销的结构示意图

图9是定向销在另一视角的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，包括以下步骤：

A、底板(参见图3、图4以及图5)材料为4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料形式，预硬处理：是指在一些原有的模具钢的材质上，再进行调质(调质是通过淬火和高温回火，以获得回火索氏体的热处理工艺)使得最终获得该产品的性能，从而满足材料需求。此材料性能稳定。

底板为整个工装的基础关键零件，底板加工的精度直接影响其他零件的精度。

1)数控铣铣外型410×500及各处倒角∥⊥0.03；

2)平磨加工厚度两面留再磨量0.2-0.3mm；

3)高精度平磨加工厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平面度0.005，∥0.005；

4)坐标镗分中找正，镗4-

拉钉孔及4×M10螺纹孔，/>

找正孔；

5)检验检查四个拉钉孔XY方向距离250±0.01的实际尺寸合格后进行下工序；

6)钳工攻丝4×M10螺纹孔；组装四个拉钉及相关零件；

7)高精度平磨：上基础板，磨厚度上面留再磨量0.1mm，平面度0.005mm，∥0.005；

8)数控卧铣：上基础板，铣410两面∥⊥0.01mm，镗410上面

孔深12，作8×M8螺纹孔；

9)检验检查410两面与B基准平行0.02mm及

孔合格后进行下工序；

10)数控铣：上基础板找正定位拉钉：a.作安装孔螺纹底孔，钳工配合在机床上攻丝，确保垂直度；b.

孔作荒留2mm(为了给精加工去余量)，铣里端面深度17达名义尺寸，平行度0.005mm，清根；c.作/>

孔，/>

孔及孔内6×M8螺纹孔；

11)坐标镗：上基础板，找正定位拉钉：在

孔中心镗/>

工艺孔；

12)检验检查

工艺孔对定位拉钉XY尺寸合格后进行下工序；

13)坐标镗找正

工艺孔，镗/>

孔深度达图要求17mm；

14)检验检查

孔，里端面及相关尺寸合格后进行下工序；

15)钳工组装立板，同时保证立板有加工余量；

B、定位板为4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料形式，材料性能稳定。下料尺寸厚度方向留磨0.5mm磨量，①先由平磨加工厚度两面及一侧面，厚度留再磨量0.2-0.25mm，保证平行垂直不大于0.01mm；②数控铣：a.精铣外型及各处倒角；b.

孔作荒留1-1.5mm；c.作各螺钉台孔及螺纹孔；③坐标镗：镗/>

孔(定向销安装孔)，/>

孔，2×M16螺纹底孔，达总图38.55±0.01，92±0.01；50.7±0.1，124±0.1；87.1±0.1，89.1±0.1；④高精度平磨加工厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平行度、垂直度不大于0.01mm；

C、2件垫高块，材料与定位板相同均为4Cr13，厚度方向留磨0.5mm磨量，①先由平磨加工厚度两面及一侧面，厚度留再磨量0.2-0.25mm，保证平行垂直不大于0.01mm；②数控铣：a.精铣外型及各处倒角；b.作各螺钉台孔及螺纹孔；③高精度平磨加工2个垫高块厚度一致0.01内，厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平行垂直不大于0.01mm；

D、立板(见图6以及图7)，材料为4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料形式，①普铣去除余量62×130，这样方便后序加工；②平磨加工厚度两面及一侧面，平行垂直不大于0.01mm；③数控铣加工所有型面及螺钉台孔，加工D基准面时留1-1.5mm余量，为后序组装后加工留足够余量；④高精度平磨加工厚度两面及一侧面，平行垂直不大于0.005mm；

E.定向销(见图8和图9)毛坯为9Cr18高碳高铬马氏体不锈钢棒料形式，热处理后具有高硬度HRC50-55，高耐磨和耐腐蚀性能。①如果车工加工时车D外圆，数控铣加工孔是无法正常加工，刀具中心有五分之四悬空造成断屑加工，毁坏刀具，所以②数控铣先铣工艺扁，使零件有方向性，加工三个螺钉孔及销子孔后；③车工再车D外圆留磨量0.4-0.5mm；④数控铣拉直工艺扁，铣D1型面，⑤热处理；⑥高精度万能磨(S21)磨

外圆与配压合，靠磨里端面；掉头找正，磨D外圆达公差及粗糙度，配磨里端面达总图28.985±0.003，跳动0.003，(铣工艺扁的作用是为后序检验零件是否合格提供便捷)；

F.钳工用调整装配法装配立板，图纸要求底板的定位拉钉到立板D基准与A，B基准的垂直平行0.01mm，距离283±0.01，钳工在装配时一定要给下工序留加工余量，否则无法保证距离283±0.01。①三坐标测量总图B基准至底板410下面距离H的实际尺寸H；②钳工组装立板与总图B基准线大致平行0.1-0.15内；③数控卧铣：上基础板，根据H实际值与283之和，用加长刀杆精铣立板D基准，达总图283±0.01∥0.01与B，⊥0.01与A；④检验检查立板283±0.01∥0.01与B，⊥0.01与A所有尺寸合格后进行下工序；⑤数控卧铣：拉直基础板，根据H实际值，镗立板上的2个定位孔圆柱销，菱形销安装孔，

深15找正孔，与底板基准A垂直0.01mm；⑥检验检查底板与立板所有相关尺寸合格后进行下工序；

G.钳工组装2个垫高块，由高精度平磨首先磨2件齐平，然后配磨定位板厚度达总图152.2±0.01，平面度0.003，平行0.003。

Claims (8)

1.一种带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述带立板高精度形位公差快换工装的装配方法包括以下步骤：

1)精加工底板，具体实现方式是：

1.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

1.2)数控铣铣外型及各处倒角∥⊥0.03；

1.3)平磨加工厚度两面留再磨量0.2-0.3mm；

1.4)高精度平磨加工厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平面度0.005，∥0.005；

1.5)坐标镗分中找正，镗4-

拉钉孔及4×M10螺纹孔，/>

找正孔；

1.6)检验检查四个拉钉孔XY方向距离250±0.01的实际尺寸合格后进行步骤1.7)；

1.7)钳工攻丝4×M10螺纹孔；组装四个拉钉及相关零件；

1.8)高精度平磨：上基础板，磨厚度上面留再磨量0.1mm，平面度0.005mm，∥0.005；

1.9)数控卧铣：上基础板，铣410两面∥⊥0.01mm，镗410上面

孔深12，作8×M8螺纹孔；

1.10)检验检查410两面与B基准平行0.02mm及

孔合格后进行步骤1.11)；

1.11)数控铣：上基础板找正定位拉钉，具体实现方式是：

1.11.1)作安装孔螺纹底孔，钳工配合在机床上攻丝，确保垂直度；

1.11.2)

孔作荒留2mm，铣里端面深度17达名义尺寸，平行度0.005mm，清根；

1.11.3)作

孔，/>

孔及孔内6×M8螺纹孔；

1.12)坐标镗：上基础板，找正定位拉钉：在

孔中心镗/>

工艺孔；

1.13)检验检查

工艺孔对定位拉钉XY尺寸合格后进行步骤1.14)；

1.14)坐标镗找正

工艺孔，镗/>

孔深度达图要求17mm；

1.15)检验检查

孔，里端面及相关尺寸合格后进行步骤1.16)；

1.16)钳工组装立板，同时保证立板有加工余量；

2)精加工定位板；

3)精加工两件垫高块；

4)精加工立板；

5)精加工定向销；

6)用调整装配法装配立板；

7)钳工组装两个垫高块，由高精度平磨首先磨两件齐平，然后配磨定位板厚度达总图152.2±0.01，平面度0.003，平行0.003。

2.根据权利要求1所述的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述步骤2)的具体实现方式是：

2.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

2.2)由平磨加工厚度两面及一侧面，厚度留再磨量0.2-0.25mm，保证平行垂直不大于0.01mm；

2.3)数控铣；

2.4)坐标镗：镗

孔(定向销安装孔)，/>

孔，2×M16螺纹底孔，达总图38.55±0.01，92±0.01；50.7±0.1，124±0.1；87.1±0.1，89.1±0.1；

2.5)高精度平磨加工厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平行度、垂直度不大于0.01mm。

3.根据权利要求2所述的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述步骤2.3)的具体实现方式是：

2.3.1)精铣外型及各处倒角；

2.3.2)

孔作荒留1-1.5mm；

2.3.3)作各螺钉台孔及螺纹孔。

4.根据权利要求3所述的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述步骤3)的具体实现方式是：

3.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

3.2)先由平磨加工厚度两面及一侧面，厚度留再磨量0.2-0.25mm，保证平行垂直不大于0.01mm；

3.3)数控铣；

3.4)高精度平磨加工两个垫高块厚度一致0.01内，厚度两面留再磨量0.1-0.15mm，平行垂直不大于0.01mm。

5.根据权利要求4所述的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述步骤3.3)的具体实现方式是：

3.3.1)精铣外型及各处倒角；

3.3.2)作各螺钉台孔及螺纹孔。

6.根据权利要求5所述的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)选择4Cr13预硬处理HRC30-35的马氏体不锈钢板料；

4.2)普铣去除余量62×130；

4.3)平磨加工厚度两面及一侧面，平行垂直不大于0.01mm；

4.4)数控铣加工所有型面及螺钉台孔，加工D基准面时留1-1.5mm余量，为后序组装后加工留足够余量；

4.5)高精度平磨加工厚度两面及一侧面，平行垂直不大于0.005mm。

7.根据权利要求6所述的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述步骤5)的具体实现方式是：

5.1)选择9Cr18高碳高铬马氏体不锈钢棒料，热处理后具有高硬度HRC50-55；

5.2)数控铣先铣工艺扁，使零件有方向性，加工三个螺钉孔及销子孔后；

5.3)车工再车D外圆留磨量0.4-0.5mm；

5.4)数控铣拉直工艺扁，铣D1型面；

5.5)热处理；

5.6)高精度万能磨磨

外圆与配压合，靠磨里端面；掉头找正，磨D外圆达公差及粗糙度，配磨里端面达总图28.985±0.003，跳动0.003。

8.根据权利要求7所述的带立板高精度形位公差快换工装的装配方法，其特征在于：所述步骤6)的具体实现方式是：

6.1)三坐标测量总图B基准至底板410下面距离H的实际尺寸H；

6.2)钳工组装立板与总图B基准线大致平行0.1-0.15内；

6.3)数控卧铣：上基础板，根据H实际值与283之和，用加长刀杆精铣立板D基准，达总图283±0.01∥0.01与B，⊥0.01与A；

6.4)检验检查立板283±0.01∥0.01与B，⊥0.01与A所有尺寸合格后进行下工序；

6.5)数控卧铣：拉直基础板，根据H实际值，镗立板上的2个定位孔圆柱销，菱形销安装孔，

深15找正孔，与底板基准A垂直0.01mm；

6.6)检验检查底板与立板所有相关尺寸合格后进行步骤7)。

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