快速準(zhǔn)確找正接頭類零件斜孔中心方法

中航工業(yè)鄭州飛機(jī)裝備有限責(zé)任公司（河南 450005) 李萬民

接頭類零件是機(jī)械加工中常見的一類零件，加工時(shí)一般用數(shù)控加工。零件結(jié)構(gòu)中斜孔較多，多是通氣孔，公差要求不嚴(yán)，但是在加工過程中經(jīng)常存在難以快速、準(zhǔn)確定位斜孔中心的問題，特別是許多通氣孔旁邊有其他高精度孔，斜孔位置錯(cuò)位會(huì)碰傷精度高的孔，影響零件氣密性，導(dǎo)致零件超差，甚至報(bào)廢，這就嚴(yán)重影響了產(chǎn)品加工周期，對產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性不利。因此，需要找到一種方法能在工藝上準(zhǔn)確標(biāo)出斜孔的位置，同時(shí)設(shè)備操作者能快速準(zhǔn)確找正斜孔中心位置。本文提出一種快速、準(zhǔn)確找正斜孔中心的工藝方法，以達(dá)到縮短產(chǎn)品加工周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

1.試驗(yàn)材料與設(shè)備

(1)試驗(yàn)材料:材質(zhì)為30CrMnSiA的某接頭零件。

(2)試驗(yàn)設(shè)備:采用北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)的VMC1000立式加工中心，操作系統(tǒng)為FANUC系統(tǒng)。

編程軟件采用CIMCOEDIT5.10.48。采用ALPHAIMAGE205015三坐標(biāo)測量儀。數(shù)據(jù)分析軟件采用Minitab5。

2.試驗(yàn)過程

圖1所示為零件外形圖，圖2所示為從斜孔處剖開圖，圖3所示為加工工藝圖。

零件內(nèi)部有兩個(gè)斜孔φ9mm，在斜孔旁是一個(gè)配合孔。原來的定位方法是利用百分表找正外圓高點(diǎn)，作為坐標(biāo)原點(diǎn)，然后按照程序打中心孔、鉆孔。

利用這種定位方法加工時(shí)孔位置經(jīng)常錯(cuò)位，碰傷φ9mm孔旁邊的孔，在裝配時(shí)漏氣，導(dǎo)致零件超差甚至報(bào)廢。

圖1 零件外形圖

圖2 剖開斜孔圖

圖3 加工工藝圖

經(jīng)過分析此零件結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，只要能尋找到一個(gè)與φ9mm孔垂直的孔，就可以換算出兩孔之間的距離。利用孔定位準(zhǔn)確性要比點(diǎn)定位精確。此零件選擇與φ9mm孔垂直的φ10mm孔，此孔精度很高，用φ10mm的軸插入φ10mm的孔中，利用百分表找正軸中心，作為坐標(biāo)原點(diǎn)，按照程序鉆φ9mm斜孔中心孔A1，然后鉆φ9mm斜孔。

計(jì)算過程和公式推導(dǎo)如下。

已知條件:a(7.4)，b(4)，α+β=(90-18)π/180=0.4π，d(38)，求 c。

由tanα=(a+b)/d可得

由此可以得出此類零件的通用公式

式中，a+b為斜孔中心與端面相交處到和斜孔垂直的孔中心的垂直距離;α+β為斜孔與水平面交角的補(bǔ)角;d為和斜孔垂直的孔中心到端面的距離。

本例代入數(shù)值后可得c=22.58mm。

利用上述公式編制數(shù)控宏程序，簡化工藝計(jì)算，編制宏程序如下:

3.結(jié)論和應(yīng)用

我們對百分表找正圓高點(diǎn)定位法 (原方法)和工藝孔定位法 (新方法)兩種方法加工斜孔結(jié)果做一對比。利用三坐標(biāo)測量儀測量兩種方法加工出的零件斜孔中心尺寸，各取10個(gè)樣本如表1所示。

表1 兩種方法加工斜孔定位尺寸對比表（單位:mm)

由表1可以看出，新方法和原方法相比，尺寸(20±0.1)mm都在公差范圍內(nèi)，不同的是尺寸(7.4±0.12)mm，我們利用 Minitab5對 (7.4±0.12)mm進(jìn)行雙樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。

表2 雙樣本t檢驗(yàn)結(jié)果（單位:mm)

差值=mu(原方法測量值)-mu(新方法測量值)

差值估計(jì):-0.1200mm

差值的95%置信區(qū)間:(-0.2141，-0.0259)mm

差值=0(與≠)的t檢驗(yàn):

t值=-2.68mm，P值=0.015mm，自由度=18。

兩者都使用合并標(biāo)準(zhǔn)差=0.1001mm

由結(jié)果可以看出，P值=0.015mm，影響特別顯著，新方法可以很好地解決尺寸超差問題。

上述解決方法給此類零件的斜孔加工提供了思路。在此類零件加工工藝編制過程中可以確定與斜孔垂直的孔為定位孔，在加工過程中以此孔定位去找正斜孔。為了提高定位精度，在前面的加工工序中提高定位孔加工精度。對于與斜孔沒有垂直孔的零件，可以增加與斜孔垂直的工藝孔，用來準(zhǔn)確定位斜孔位置。