巧用工藝保證設(shè)備形位公差要求

董宏洲，石皓天，王國英，趙發(fā)銀

(1.中國兵器工業(yè)第五八研究所 產(chǎn)品制造部，四川 綿陽 621000;2.重慶市第八中學(xué)，重慶 400030)

隨著科學(xué)的發(fā)展，控制手段越來越科學(xué)，機械零部件也越來越標(biāo)準(zhǔn)化和集成化，一般自動化設(shè)備僅靠簡單的機械結(jié)構(gòu)配以相應(yīng)的控制手段就能完成其復(fù)雜的功能。絕大多數(shù)功能性機械結(jié)構(gòu)件，都能在市面上買得到，自制零部件越來越少，因而自動化設(shè)備機械設(shè)計人員多數(shù)情況下是采用搭積木方式完成設(shè)備的設(shè)計工作，上述原因造成自動化設(shè)備機械結(jié)構(gòu)設(shè)計人員普遍缺乏機械結(jié)構(gòu)經(jīng)驗，尤其缺乏機加工藝經(jīng)驗。

本文主要以× × ×項目× × ×彈緊口機為例，簡要介紹如何利用工藝手段來保證設(shè)備形位公差要求，說明設(shè)計人員熟悉工藝，并在設(shè)計中適當(dāng)利用工藝手段來保證設(shè)備零部件的形位公差要求的方法，往往事半功倍。

1 緊口機的結(jié)構(gòu)組成及工作過程

緊口機主要實現(xiàn)彈頭與彈殼結(jié)合后的緊口功能，主要分為3 大部分組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1。

圖1 緊口機的結(jié)構(gòu)

工作過程:

1)人工將全彈放到專機工作位置;

2)頂升氣缸動作，將全彈升到緊口位置，實現(xiàn)軸向定位;

3)緊口機構(gòu)氣液增力缸動作，帶動緊口機構(gòu)動作實現(xiàn)緊口;

4)保壓一定時間后，氣液增力缸縮回，頂升氣缸復(fù)位，以便人工能將彈取出;

5)頂升氣缸復(fù)位后，人工將緊口后的全彈從專機工作位置取出;同時將下一發(fā)全彈放到專機工作位置，進(jìn)入下一輪工作循環(huán)。

2 需要解決的問題分析及其采取的措施

× × ×彈緊口機結(jié)構(gòu)上主要是需要保證頂升機構(gòu)與緊口機構(gòu)對應(yīng)孔同軸度。以下將詳細(xì)介紹如何利用工藝手段來保其同軸度要求。

1)上下安裝板基準(zhǔn)孔同軸度的保證

緊口機四柱架是緊口機的安裝架，是整個設(shè)備的安裝基礎(chǔ)，類似液壓機的四柱結(jié)構(gòu)，緊口機構(gòu)和頂升機構(gòu)分別安裝于機架上下安裝板上，通過機加工藝保證上下安裝板基準(zhǔn)孔φ210H8 同軸度，緊口機構(gòu)和頂升機構(gòu)分別安裝于上下安裝板基準(zhǔn)孔上，靠其定心定位。因為是單機生產(chǎn)，所以整個過程主要利用一次裝夾加工兩件零部件相關(guān)相應(yīng)孔(或軸)的方法，來保證相對應(yīng)孔(或軸)的同軸度或等距，具體過程如下。

a)確保上下安裝板兩面平行。

b)將上下安裝板一次裝夾，一次性鏜出2 個基準(zhǔn)孔φ210H8 及4 個立柱連接用孔φ32H8。同時保證孔與上下安裝板兩面垂直。

c)保證4 件立柱與孔配合的兩端外圓φ32f7 同軸度，中間外圓長度尺寸控制在一定公差范圍之內(nèi)。

通過以上幾點措施后，四柱架裝配后，基本能保證上下安裝板平行，基準(zhǔn)孔同軸，完全能滿足設(shè)備對裝配的形位公差要求。

圖2 四柱架簡圖

2)緊口機構(gòu)與基準(zhǔn)孔同心的保證

圖3 緊口機構(gòu)

這個環(huán)節(jié)相對容易保證，雖然零部件較多，但都是裝配在同一軸線上的軸類或套筒類零部件，只要保證各個零部件工作配合孔(或軸)與安裝套定位外圓φ210f7 同軸度即可。

3)保證頂升機構(gòu)與緊口機構(gòu)同軸度

要保證頂升機構(gòu)要與緊口機構(gòu)同軸度，就需要保證頂升機構(gòu)中的盛彈套內(nèi)孔φ41.5 與安裝法蘭盤定位外圓φ210f7的同軸度，同時也要確保兩套導(dǎo)向軸、導(dǎo)向套同軸線的孔φ25H7 和φ40H8 同軸度。

為此在加工時，將升降塊與安裝法蘭盤一次裝夾:一次性加工出安裝法蘭盤定位外圓φ210f7 和升降塊心軸定位孔φ40H8;一次性加工出與導(dǎo)向軸，導(dǎo)向套相配合的孔φ25H7和φ40H8。盛彈套通過心軸定位，間接保證盛彈套與法蘭盤定位外圓210f7 同軸。這樣就能保證導(dǎo)向軸在導(dǎo)向套上下升降時，盛彈套內(nèi)孔與安裝法蘭盤定位外圓同軸度。

圖4 頂升機構(gòu)

4)關(guān)于零部件機械加工誤差及相互配合間隙產(chǎn)生的累積誤差的補償

機械加工各個環(huán)節(jié)都存在加工誤差，多個零部件裝配，也有間隙，其誤差會積累，為此設(shè)計時在頂升機構(gòu)的盛彈套與彈之間留有1.5 mm 間隙，緊口模具組件在緊口時，緊口模收攏，自動將彈調(diào)整到中心位置。這樣可以完全消除在前述誤差。

3 結(jié)束語

本文詳細(xì)論述了× × ×彈緊口機的組成結(jié)構(gòu)和過程，以及怎樣利用機加工藝解決設(shè)備同軸度要求。方案完全是利用機加工藝來其形位公差(主要是設(shè)備零部件相互間的同軸度)，也不需要設(shè)計時對零部件的形位工差作過高的要求。結(jié)構(gòu)得到大大的簡化，降低了單個零部件的加工精度，加工成本得到大幅度降低，節(jié)約了裝配調(diào)試的時間，最大限度的降低了成本。說明設(shè)計人員熟悉工藝，并在設(shè)計中適當(dāng)利用工藝手段來保證設(shè)備零部件的形位公差要求的方法，確實能起到事半功倍的效果。

［1］成大先. 機械設(shè)計手冊［M］. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［2］楊叔子.機械加工工藝師手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2001.