关于 特殊孔机械加工工艺及其 夹具设计

关于 特殊孔机械加工工艺及其 夹具设计

王勇奎

江苏兰丰环保科技有限公司，盐城 224000

摘要：在进行特殊孔机械加工工艺以及夹具设计中，应注意结合影响加工工件精度准确性的具体原因，结合工件加工的工艺方法，对于加工工艺以及夹具进行改进设计，以避免影响工件加工精度。

关键词：机械加工；工艺规程；设计方法；措施

前言：

摇臂零件是纺织机械中广泛应用的一个零件装置，对于纺织机械的生产运行有着非常重要的作用和影响。因此，进行纺织机械中摇臂零件的夹具设计研究，其作用意义也十分明显和突出。卷纬机作为一种典型的纺织机械，在卷纬机的锭带张紧装置，摇臂零件作为一个重要的应用零件，应用非常广泛。 但是，在对于上述工艺加工实现的摇臂零件进行装配检验中，零件尺寸以及位置精度并不符合摇臂零件的设计要求，导致出现较多数量的零件废品，造成较大的经济损失。针对这种情况，本文将结合该纺织机械摇臂零件的设计要求，对其加工工艺以及装配实现的具体需求进行分析研究。 1 特殊孔的机械加工工艺研究

特殊孔机械加工工艺分析 按照上述传统工艺方式进行摇臂零件的加工制造后，其尺寸大小以及零件钻孔位置并不能满足相关要求。针对此情况，在进行零件生产加工技术以及工艺改进基础上，应用“毛坯铸造、时效、A面铣磨、零件160+0.025内孔以及各孔端面粗精车铣、应用夹具进行2-4.8-0.10孔钻进加工、手工进行2-4.8-0.10以及50+0.021的铰孔加工、最后进行检验”的工艺方法，进行摇臂零件及其孔洞的加工制造。在对于上述工艺方法加工生产出的机械零件进行检验中，发现加工生产零件的精度有很大的改善和提高，但是在进行零件中的孔洞加工中，由于零件的13 mm宽槽没有经过机械加工，属于原铸造毛坯面，因此在进行零件中的孔洞4.8-0.10钻孔加工中，容易出现钻头钻偏的情况，导致最终手工铰孔加工出来的2-50+0.021孔孔洞位置精度不能达到相关要求和标准，在卷纬机中进行装配应用后，容易导致卷纬机锭带在生产运行中出现跑偏现象，影响正常生产应用。

特殊孔机械加工夹具设计分析 结合摇臂零件加工情况，为避免钻孔加工中钻头跑偏影响零件位置精度，通过在摇臂零件13 mm槽的位置处增加一个钻套，以提高零件加工中钻头的引导精度，避免钻头钻偏问题发生，从而提高零件加工的精度。 特殊孔改进夹具装配示中，数字1表示手柄，2表示偏心轮，3表示拉簧，4表示转轴，5表示心轴，6表示压板，7表示钻套，8表示短定位销，9和10分别表示夹具体以及安装孔，11表示定位销钉，12表示支承钉，13表示钻模板螺钉，14则表示中间增加的钻套。通过对摇臂零件加工夹具进行上述改进，并在机械加工中进行装配应用，不仅较大程度地提高了钻头引导的精度，有效避免零件加工中钻头钻偏问题，而且提高了摇臂零件加工的精度，有利于在纺织机械中生产应用。

2 特殊孔工艺中改进夹具定位原理与操作分析

根据上述对于特殊孔加工中应用夹具的改进设置，在进行摇臂零件加工中，夹具通过一个大平面和工件的A面进行接触，以对于工件的三个自由度进行限制。同时，夹具通过使用一个短圆柱销，也就是短定位销，与工件的160+0.025内孔进行配合，对于工件的两个自由度进行限制。此外，夹具还通过支承钉的作用，对于工件的一个自由度进行限制，这样就能够在工件加工过程中，通过夹具对于加工工件进行完全定位实现，从而对于工件加工的精度进行保证。

在进行工件加工应用夹具设计中，应注意对于定位误差以及导向误差导致的工件加工精度影响进行考虑，并注意通过公式进行工件加工精度核算：

（1）在上示公式中，δK表示的是两孔中心距的尺寸公差，D、D1、d、d1以及δD、δD1、δd、δd1分别表示两孔基本尺寸和公差值。其次，在进行50+0.021两孔位置精度计算中，根据零件加工中对于50+0.021孔和加工零件A面的垂直度要求，也需要通过公式。

（2）进行垂直度等位置精度计算校核：在上示公式中，δK2表示的是加工工件中50+0.021两孔的垂直度公差。通过上述公式进行工件加工精度的核算，能够避免加剧装配应用中的误差，同时通过夹具定位对于加工过程中钻头钻偏误差的控制，能够对于加工工件的精度进行保证。 

3 提高加工精度的工艺措施

3.1 减少原始误差

提高加工零件所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形产生的误差，减少刀具磨损、内应力引起的变形误差，尽可能减小测量误差等均属于直接减少原始误差。

3.2 误差补偿法

对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

（1）误差补偿法：该方法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。

（2）误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

3.3 分化或均化原始误差

为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。

（1）分化原始误差（分组）法：根据误差反映规律，将毛坯或工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

（2）均化原始误差：这种方法的过程是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

结语

在进行特殊孔机械加工工艺以及夹具设计中，应注意结合影响加工工件精度准确性的具体原因，结合工件加工的工艺方法，对于加工工艺以及夹具进行改进设计，以避免影响工件加工精度。

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作者简介：

姓名：王勇奎，身份证号码：320923198701013037。