工藝基準(zhǔn)選擇案例

江南機(jī)器(集團(tuán))軍四廠 (湖南湘潭 411207)常 海

工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工制造過程相連接的紐帶。成功的產(chǎn)品開發(fā)離不開工藝的設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于普通機(jī)加設(shè)備而言，工藝設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)的成本。而工藝基準(zhǔn)是工藝設(shè)計(jì)上一個(gè)最為關(guān)健重要因素。本文主要是應(yīng)用一些工藝基準(zhǔn)的選擇實(shí)例，結(jié)合在工廠多年從事機(jī)加工藝工作的經(jīng)驗(yàn)來說明工藝基準(zhǔn)選擇的思路，供廣大技術(shù)人員參考。

工藝基準(zhǔn)是指在加工和裝配過程中所采用的基準(zhǔn)，它包括:工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。作為機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)和編制來主要是考慮工序基準(zhǔn)。而工序基準(zhǔn)主要分為粗、精加工工序定位基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)主要有四點(diǎn):基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、互為基準(zhǔn)和自為基準(zhǔn)。

1.常見現(xiàn)象

(1)螺紋軸線作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)過程中有時(shí)會(huì)要求以螺紋的軸線作為被測(cè)要素或者是以螺紋作為基準(zhǔn)的現(xiàn)象，如圖1 所示。

圖1

兩頭為M98X2 -6H 螺紋，而且有同軸度0.05mm的要求，基準(zhǔn)為螺紋中徑。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求及使用性能分析，此標(biāo)注方式?jīng)]有任何問題，在加工過程中也可通過各種手段進(jìn)行保證;但如何檢驗(yàn)產(chǎn)品的同軸度要求卻是一個(gè)難題。一般的加工工藝都是要求工藝保證，是從理論上進(jìn)行定位誤差分析，得出加工工藝可以保證此尺寸，但如何直觀的檢驗(yàn)出來，卻是個(gè)難題，因?yàn)樵撏S度和基準(zhǔn)都是M98X2 -6H 的螺紋中徑。而以螺紋中徑為基準(zhǔn)測(cè)量同軸度，在目前國(guó)內(nèi)來說還是難題。

(2)長(zhǎng)軸類零件 如圖2 所示零件，加工難點(diǎn)是在加工兩頭錐度及開口槽后，由于內(nèi)應(yīng)力釋放，使兩頭圓有喇叭口現(xiàn)像，造成其圓度超差;同時(shí)零件兩端4mm×47mm 槽的尺寸要求為12+0.0180 mm、對(duì)稱度0.1mm 的要求過高而無(wú)法保證。

(3)殼體類零件 如圖3 所示，加工該工件外形比較困難，特別是難以保證其內(nèi)外形同軸度0.05mm 的要求。

圖3

2.解決方案

上述三種不同類型的零件，其機(jī)加過程的關(guān)鍵之處在于工藝基準(zhǔn)的選擇。

(1)轉(zhuǎn)移工藝基準(zhǔn)法 對(duì)圖1 所示零件，要保證零件兩端M98×2 -6H 的同軸度，在工藝上可以采用互為基準(zhǔn)的加工方法，但如何檢驗(yàn)，卻是個(gè)難題。針對(duì)這種情況，我們?cè)诼菁y的前端，增加一定位止口，將同軸度公差轉(zhuǎn)移到此止口上，如圖4 所示。

圖4

增加的定位止口與M98×2 -6H 在加工過程必須一道加工出來，保證其同軸度為零公差狀態(tài)。將其螺紋中徑的同軸度公差轉(zhuǎn)移到止口上(見圖5)。

這樣既可以作為夾具定位止口，又可以作為測(cè)量基準(zhǔn)。如果零件最終不允許有止口存在，則在測(cè)量完后將兩端的止口車去。

(2)借用基準(zhǔn)法 對(duì)于圖2 所示零件，內(nèi)外圓精度可采用珩磨(內(nèi)孔)及精磨(外圓)完成，其加工難點(diǎn)在于兩端開口槽的變形及鍵槽的對(duì)稱度。

為減小零件的變形，在工藝設(shè)計(jì)上決定采用線切割工藝。但零件長(zhǎng)度達(dá)到1 190mm，一般的線切割設(shè)備無(wú)法加工。只能采用兩頭分開加工的方式進(jìn)行。如何保證兩頭分開加工達(dá)到對(duì)稱度的要求，是個(gè)關(guān)鍵性的難題。而此難題的解決又在于工藝基準(zhǔn)的選擇。

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在兩端開槽中間采用工藝孔作為定位基準(zhǔn)，既借用零件上4×φ9.8mm 孔，同時(shí)加鉆兩排孔，并加上公差要求，作為線切割調(diào)頭加工的基準(zhǔn)，來解決線切割行程不夠的問題。如圖6 所示。

圖6

工裝設(shè)計(jì):以外圓φ56.6mm 為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)等高V 形塊作為夾具。注意，該V 形塊必須完全等高，即加工好一個(gè)長(zhǎng)形V 形塊后，進(jìn)行切割為兩件。

(3)增加工藝基準(zhǔn)法 對(duì)圖3 所示的零件，要保證零件內(nèi)外形的同軸度要求關(guān)鍵是要解決內(nèi)形的精加工，然后以內(nèi)形為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)專用夾具車制外形。

由于零件外形不規(guī)矩，精加工內(nèi)形時(shí)難以定位裝夾，而且夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本和制造周期都不適應(yīng)于生產(chǎn)。

為解決零件內(nèi)形的精加工，在半精車外形的工序中，在零件小頭外圓處增加一個(gè)M95×2 工藝基準(zhǔn)，作為零件精車內(nèi)形夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，如圖7 所示。

圖7

以此螺紋及6mm 端面作為在精車內(nèi)形夾具的定位與夾緊，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用，而此螺紋在后工序精車外形中車去，完全滿足了零件的設(shè)計(jì)要求。

3.結(jié)語(yǔ)

工藝基準(zhǔn)的選擇在機(jī)械加工工藝的編制中是個(gè)關(guān)健重要的因素，工藝編制、工裝設(shè)計(jì)的是否合理都與基準(zhǔn)的選擇要很大的關(guān)系。而且工藝編制是個(gè)長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)的積累過程，仁者見仁，至者見至;加工的方法有很多，關(guān)健是能否根據(jù)本單位的人員技能水平、設(shè)備配置情況編制出經(jīng)濟(jì)、合理的滿足生產(chǎn)的工藝。本文從幾個(gè)典型零件的工藝基準(zhǔn)的選擇，介紹了其機(jī)械加工工藝及工裝的基準(zhǔn)選擇方法，對(duì)同類零件的加工有一定的參考價(jià)值。