提高钻铰定位销孔位置精度的措施.docx

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提高钻铰定位销孔位置精度的措施

提高钻,铰定位销孔位置精度的措施

提高钻,铰定位销孔位置精度的措施

大连机床厂组台机床开发公可壶盛

主题词;钴蚊枣丝塑,丝星整堕砌}孔1C15-2-?

汽车发动机的缸体,缸盖,离合器壳体

等箱体类零件在组合机床及组合机床自动

线上加工时,一般都需要先加工出某些位

置精度要求较高酶定位销孔,例如缸体底面

上的两个工艺用定位销孔;缸体两端面上的

定位环孔,缸盖上的定位销孔,等等.这些

定位销孔白90位置精度目前国际上一般都要求

±O.Q25mm,表面粗糙度Ra1.6m.这些

孔盼加工应该安排几道工序?

如何提高它们

的位置精度?

这些都是不步组合机床设计者

多年来一直在研究和探索的问题.

在论述如何提高钻,铰定位销孔的位置

精度之前,笔者想简单地谈谈如何提高钻孔

位置精度.

1987年,大连机床厂承接了北京吉普车

股份有限公司（BJC）缸体,缸盖等零件的组

合机床及自动线的设计,制造任务,主要加

圈i通用插销机构局部图

工缸体,缸盖上的螺栓孔,这些螺孔对定位

基准的位置精度为024ram,也就是说和国

外同类型缸体,缸盖的螺栓孔位置精度要求

一

致.而当时我国设计,制造的组合机床及

自动线的钻孔位置精度只能达到0.4mm左

右,为了提高钻孔的位置精度,我们采取了

如下措施,

t央具上的定位销配台由标准配合改为

专用配合

众所周知,缸体（缸盖）上的工艺孔对

于四缸机一般为~16H7,Ra1.6.am,两工艺

孔的位置精度为±O.025ram.按照我国有

关资料推荐定位销应为~1696或者~16f7为

BJC提供的组合机床夹具上的定位销改为

16_o~ram.

2夹具上的活动插销机构做了较大的改

动

015ggs:

搿

图2改进后的插销机构局部图

组合机床与自动化加工技术

●

●

●

●

●

圈l为T0216活动插销机构局部结

构图.图2为改进后的插销机构局部结构

图

3组合机床自动线方案设计时,尽量采

用抬起步伐式输送带输送工件

这样可以采用死销定位,减少插销所

目f起的定位误差.

4在满足节拍的前提下,尽量选择低进

培量

在采取了以上主要技术措施后,为BJC

提供的全部组合机床及自动线,加工出孔的

位置精度经过三座标测量机检验,都控制在

0.20mm以内,达到了予期的指标.

下面谈谈缸体.缸盖定位销孔加工的工

艺安排和如何提高钻,铰定位销孔的位置精

度.

缸体两端面上的定位环孔（前面用于安

装齿轮壳体,后面用于安装离合器壳体）均

对缸体主轴承孔有位置精度要求,一般为士

0.025mm.这就要求这些孔必须和半精

镗,精镗"三轴孔一起加工.而定位环孔

钻削一般又安排在粗镗"三轴孔一时同时加

工.这样,这些定位环孔完全有条件安排

钻,扩,铰三道工序.缸体底平面上的两个

工艺用定位锗孔,缸盖底平面上的两个定位

销孔（在缸盖加工过程中同时作为工艺孔

用）,通常是在一次安装中完成的,即采用多

工位动力部件安排钻,铰=道工序.国内一

般采用移动工作台式机床方案众所周知,

这种机床方案的最大缺点是排屑非常困难.

德国,日本等国家普遍采用十字滑台或

"回转主轴箱式机床方寨.最近几年,西

方国家还采用在机械滑台上安装一个专用立

柱其上有专用滑台实现两工位进行钻,铰工

艺孔.显而易见,这种机床方案使机床排屑

非常顺利,值得推广.

我国目前钻,铰定位链孔的位置精度在

机床出厂验收时,一般能达到±003mm.尽

管如此.机床精度保持期很短.要保持机床

加工精度,必须频繁更换可换导向套.

大家知道,定位销孔都有1×55.倒角,

这就要求钻孔时岿须采用钻孔,倒角复台刀

具.对于四缸缸体而言,缸体底平面上的两

个工艺孔一般为16H7,Ra1.6m.钻头

直径为+15.5mm,导向直径为母22mm,饺

孔直径为16H7,铰刀导向直径也应为+22

mm.这样,钻,铰工艺孔就可共用一个

导向套,导向套必须周定在夹具横梁上.

为了提高铰孔（扩孔）的位置精度,饺

刀（扩孔刀）都采用带端面切削刃的铰刀

（扩孔刀）.

除此之外,为了提高钻,铰定位锗孔的

位置精度,还必须采取如下三项技术措施.

A改滑动导向为外滚式导向

我国钻,铰定位销孔都采用滑动导向

（周定导向套导向）.钻+10H7底孔的导向

参数如图3所示.

钻孔时导向部份为~）2296（一--0:

41@7）,如果

导向套和钻头导向部份都按中间公差制造,

钻孔时的孔距误差则为士0.014ram.饺孔时

导向部份为+2295（=鬣）,铰孔时的孔距加

工误差为±0.0115zniD.滑动导向的导向套

与刀具之间容易磨损,这样刀具与导向套之

间的间隙会增大,刀具的导向效果变差,易

使孔扩大并使其位置精度降低,显然,机床

很难较长期保持精度.

如果将滑动导向改为外滚式导向,不但

图3钻孔导向参数图

1口g3年第4期

导向精度可以大大提高,而且刀具和导向套

之问的磨损还可以大大减少.

采用外滚式导向,导向套内孔为

~22H6（;搿）,刀杆导向部份为22箍,导

向套和导向杆也按中间公差制造,这样钻孔

和饺孔一样,孔距加工误差为±0.0115mill.

当然对滚动导向所在的模板,应该采用特殊

的工艺.

根据以上分析,笔者建议采用外滚式导

向钻,铰缸体（缸盖）底平面上的两个工艺

孔.

lB遣当增加铰孔余量

铰孔余量如何确定,也是提高铰孔位置

精度重要问题之一.采用带端齿切削刃铰

一,

一,

）

R02

\

'

塾墨:

!

图l带端切削刃铰刀余量示意图

刀与采用不带端齿切削刃铰刀的切削余量应

照有关资料介绍直径上留量为O.1O～0.20

Iilnl,大连机床厂通常将余量在直径上留

.一30ram.大家知道,带端齿切削刃铰7J不

可能制造90.尖角,目前我国带端齿切削刃

铰刀能控制在RO.15~RO.2ram,见图4

从图4可以看出,单边余量越小,对铰

孔提高位置精度越不利.在采用带端齿切削

刃饺刀饺孔时,对于饺~20mm以下孔时,

建议直径方向上的余量应控制在n5～蚰a

mm以内.

C合理选择钻,铰定位销孔的切割参羹

切削用量参数选择,对钻,铰工艺孔的

位置精度也有很大的影响.进给量越大,进

给力也越大,对提高钻孔的位置精度越不

利.基于上述观点,在满足节拍的前提下,

钻孔时进给速度尽量选择低一些.这样傲

会遇到两个问题t一个是节拍不允许降低进

给速度}一个是因为钻孔主轴与铰孔主轴共

用一个主轴箱,进给速度太低对饺孔不利.

为了解决这个矛盾,建议锫孔时采用I工进

和I工进,即刚开始钻孔时采用低进结速

度,当锫到一定深度时选用正常的进给逮

度.下面是上海大众汽车有限公司发动机厂

钻,铰缸体底平面上两个16H77"艺孔所采

用的切削用量参数,刀具材质和加工余量一

该是不相同的.铰I6H7孔的切削余量,按览表.

加工方法导向情f,rl:

盔;『,届;刀具材届

钻2一舭55孔,前角

.

外

{o.1~sS!

E_171HSS,铙2J6H7Rai血孔25HM

从上表中我们可以看出,第一,铰孔余

量比较大J第二,采用共用一个滚动导向}第

三,钻孔时首先选择较低的进给速度,再选

用正常的进给速度.表中所列刀具材质,德

国的"HSS"相当于我国的w18C4v,"HM"

相当于我尽的YG6或YGSA.

这样的进给量参数当采用液压滑台

时,很容易实现}当采用机械滑台时,如果

J

其传动装置选用双电机齿轮传动时,工进电

机可以选双速电机,如果其传动装置选用交

流伺服电机驱动时,通过电气控制也很容易

实现,只是成本较高.

为了提高钻,铰定位销孔的位置精度,

除了采取上述的三项技术措施外,当然还有

一

些其它的技术问题也需要处理好.比如,

选用精度较高的"开式主轴箱,以提高主

…吾京妇j磊

●

●

●

●

f卜三乙组合机床样件设计

大连机康厂工艺处童盟T

,m,丫

车题词一.塑垒壑压琏竖,亩文叶,I

关于组合机床样件的问题,我们在80

年代初期曾作过一些论述.经过近十年时

间,组合机床已经有了相当大的发展,不论

在结构性能方面,还是在精度要求方面都有

不同褪度的提高.很自然对样什也提出了更

高的要求,为适应组合机床的发展,样件也

有了相应的改进.因此,对有关样件的问题

有必要再作一次探讨.首先应当明确样件是

一

个什么样的部件,它在工作中起到什么作

用.必须强调t样件不是标准的被加工

件.样件是在机床总装卸夹具装配过程中确

定主要部件相对位置精度的专用工具（或者

说是检具）之一.它的作用有以下几个方

面l,

1）在机床总装时确定央具与各主轴箱

（或切削头的相对位置精度.这一方面主

要用于无导向的钻镗类组合机床,铣削组合

机床,和虽有导向但因其位置,结构,精度等

原因不适于用导向套检验机床精度的机床

2,除起到上述作用外,还要确定导向

装置相对于夹具和主轴箱（或切削头）的位

置精度.这方面主要用有导向但导向装置

（模架或模板）不固定在夹具上的钻镗类组

台机床,多是移动和回转式组合机床.

3）在组合机床夹具装配时确定导向元

轴箱的制造和装配精度,采用长主轴,短接

秆加工方案.以提高加工精度}钻头必须采

用机磨,以使其受力均匀,提高钻孔的位置

精度和减少刀具与导向套的磨损在有条件

了i磊广一

件相对于定位元件的位置精度.这方面主要

用于导向孔为倾斜的尤其是空间角度倾斜

的,和其它不易用坐标镗床精确地加工定位

孔给模板定位酌组台机床.

4）在回转鼓轮上确定夹具的位置和夹

具与导向孔的相对位置精度（导向孔一般在

鼓轮支架上）,这一方面用于回转鼓轮式组

合机床夹具的定位机构不易测量者.

5）在样件上增加特殊基准面用来作为

放置百分表等量具的基准.这一方面用于机

床上缺少这些基准面,没有它又无法检测而

样件上又有条件增加这些面的情况下.如果

样件没有条件,有时可以建议设计在机床上

增加基面或另作专用工艺装备等,这些就不

在样件的范围内了.

6）确定夹具上给被加工件定位的定位

元件的位置,这一方面主要用于自动定心夹

具和以毛坯面定位的夹具.

虽然近年来由于组合机床精度的提高,

需要样件有更高的精度,企业新的高精度设

备的增加给制造高精度的样件提供了条件

但是,仍须强调样件终究是人和设备制造

的,它的精度受到人前素质和设备性能与精

度的制约.因此,样件主要只能完成上述六

种任务,而完成的精度受到其自身精度的限

的情况下,采用湿式加工,提高刀具的耐

用度,等等.

（本文1993年1月18日收到）