快卸銷設(shè)計(jì)及銷套十字孔的加工研究

□ 段亞軍

國(guó)營(yíng)長(zhǎng)空精密機(jī)械制造公司 陜西漢中 723102

快卸銷設(shè)計(jì)及銷套十字孔的加工研究

□ 段亞軍

國(guó)營(yíng)長(zhǎng)空精密機(jī)械制造公司 陜西漢中 723102

快卸銷具有快速拆裝、自動(dòng)防松以及可以重復(fù)高精度定位等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空和機(jī)械領(lǐng)域。設(shè)計(jì)了一種十字交叉孔的快卸定位銷，定位精度高，拆卸方便。該快卸銷在銷套的端部設(shè)計(jì)有十字交叉孔，每個(gè)孔中各有一個(gè)鋼球，銷軸上有相應(yīng)的凹槽，沿銷套圓周用4個(gè)鋼珠進(jìn)行定位。對(duì)新型銷套的十字交叉孔設(shè)計(jì)了一套通用工裝，能方便地進(jìn)行系列加工，很好地保證了定位精度。

快卸銷 十字孔 銷套 工裝

銷類零件是機(jī)械工程中的常用零件，用于定位、連接和防松?？煨朵N是其中一種，材料、規(guī)格、形式多種多樣，有不銹鋼和高強(qiáng)度合金鋼材質(zhì)的，適用范圍很廣，尤其在航空領(lǐng)域?？煨朵N用于各種快速拆裝、鎖緊、調(diào)整及固定等工況，可快速而輕易地松開，以利于經(jīng)常性地反復(fù)連接。

現(xiàn)有的快卸銷，銷套上有一個(gè)通孔，孔內(nèi)裝有2個(gè)鋼珠，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)定位和連接不可靠現(xiàn)象。本文設(shè)計(jì)一種新型的快卸銷，在銷套端部開有十字交叉通孔，在銷套圓周方向利用4個(gè)鋼珠進(jìn)行定位，如圖1所示。

1 快卸銷設(shè)計(jì)研究

快卸銷工作時(shí)，按下銷帽，可以使銷體頭部的鋼珠縮回，使快卸銷穿過(guò)工件孔；松開銷帽時(shí)，鋼珠彈出，快卸銷將無(wú)法從工件孔中拔脫。

1.1 快卸銷結(jié)構(gòu)

快卸銷由鋼珠、銷套、手柄、銷軸、彈簧、銷帽等組成。銷軸的一部分在銷套內(nèi)，另外一端套有銷帽；銷帽與銷套相對(duì)的一端位于手柄的通孔內(nèi)；銷套上沿圓周方向平均設(shè)置了4個(gè)孔，對(duì)這4個(gè)孔要進(jìn)行收口，收口深度大約為0.4～0.5 mm；每個(gè)孔內(nèi)嵌有一個(gè)鋼珠，使4個(gè)鋼珠始終處于十字孔內(nèi)。銷軸上相應(yīng)位置設(shè)有一環(huán)形槽，槽深為h1，鋼珠伸出銷套的高度為h2，加工安裝時(shí)要保證h1≥h2，如圖2所示，正常工作時(shí)，4個(gè)鋼珠都是高于銷套一定的高度。

1.2 快卸銷原理

如圖1所示，正常情況下，4個(gè)鋼珠與銷軸的外圓周面接觸，實(shí)現(xiàn)快卸銷的可靠定位；當(dāng)拆卸該快卸銷時(shí)，按住銷帽，銷帽沿著通孔內(nèi)壁滑動(dòng)，銷帽通過(guò)彈簧推動(dòng)銷軸向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)銷軸的環(huán)形槽運(yùn)動(dòng)至銷套的4個(gè)鋼珠處時(shí)，4個(gè)鋼珠落至環(huán)形槽內(nèi)，此時(shí)，4個(gè)鋼珠的外表面低于銷套的外表面，快卸銷快速?gòu)倪B接件孔內(nèi)取出，實(shí)現(xiàn)快速拆卸；拆卸完后，松開銷帽，在彈簧的作用下，銷帽復(fù)位。

快卸銷裝配好后，對(duì)手柄右端與銷套凹槽配合位置處進(jìn)行收壓，如圖3所示。

1.3 快卸銷使用

對(duì)兩個(gè)構(gòu)件進(jìn)行連接、定位時(shí)，如圖4、圖5所示，壓下銷帽，4個(gè)鋼珠都退到銷軸凹槽內(nèi)，此時(shí)可以將快卸銷穿過(guò)銷孔（如圖4）；當(dāng)穿過(guò)后，松開銷帽，在彈簧恢復(fù)力作用下，銷軸復(fù)位，鋼球彈出，快卸銷無(wú)法從銷孔中拔出，起到了定位或連接構(gòu)件的作用（如圖5）。

▲圖1 快卸銷裝配圖

▲圖2 圖1的A向放大

▲圖3 手柄和銷套的裝配放大

2 加工十字孔夾具結(jié)構(gòu)

在銷連接中，銷套零件桿部都有孔，用來(lái)放置定位鋼珠，銷軸上有相應(yīng)的凹槽。由于銷軸和銷套定位精度高，且在非平面的表面上鉆孔，所以孔加工時(shí)要用工裝來(lái)保證。若采用普通工裝，難以滿足高的重復(fù)定位精度。為解決上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種鉆孔夾具，解決了快卸銷銷套端部十字孔的鉆孔問(wèn)題，使鉆孔的位置精度易于保證；同時(shí)通過(guò)對(duì)定位螺栓長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，可以對(duì)同一規(guī)格不同長(zhǎng)度系列的快卸銷十字孔進(jìn)行加工。

▲圖4 正在使用

▲圖5 使用后

▲圖6 快卸銷銷套

▲圖7 快卸銷十字孔鉆孔夾具裝配主視圖

2.1 工件的定位與夾緊

孔加工時(shí)根據(jù)精度要求，可以采用鉆、擴(kuò)、鉸、磨等工藝完成。該快卸銷銷套上的十字孔從尺寸及精度可以看出，通過(guò)鉆、鉸即可達(dá)到精度要求。為了減少工步，使工序集中，采用統(tǒng)一工裝完成系列加工。本文設(shè)計(jì)的工裝，在同一臺(tái)機(jī)床上即可完成十字孔的鉆鉸加工。

圖6是銷套零件圖，利用其外圓面和右端面定位。銷套限制4個(gè)自由度，右端面限制1個(gè)自由度，共限制5個(gè)自由度。

2.2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

夾具采用如圖7所示結(jié)構(gòu)，由鉆模體、鉆套、定位螺釘、鎖緊螺母、壓緊螺釘組成。定位螺釘主要用于控制快卸銷銷套十字交叉孔在長(zhǎng)度方向的尺寸；鎖緊螺母用于準(zhǔn)確定位后鎖緊定位螺釘，防止在加工過(guò)程中松動(dòng)；鉆套用于引導(dǎo)鉆頭，同時(shí)防止在加工過(guò)程中鉆頭偏斜；壓緊螺釘主要用于壓緊銷套。

對(duì)銷套的十字孔進(jìn)行加工時(shí)，先進(jìn)行工裝的粗調(diào)。旋入定位螺釘，擰緊鎖緊螺母，然后將要進(jìn)行鉆孔的銷套裝入通孔，再旋入壓緊螺釘壓緊銷套，鉆頭沿著鉆套伸入，對(duì)快卸銷試件銷套進(jìn)行試鉆，直至試件試鉆合格，這樣就確定了定位螺釘在通孔內(nèi)的位置，然后轉(zhuǎn)入正式加工。

正式加工時(shí)，裝入快卸銷銷套，保證其前端與定位螺釘緊貼，然后用壓緊螺釘壓緊。壓緊后鉆第一面孔，鉆完后，將鉆模體整體翻轉(zhuǎn)90°再鉆另一孔。在一次裝夾中完成兩次鉆孔，可在快卸銷銷套上鉆出十字通孔。

當(dāng)對(duì)不同長(zhǎng)度的快卸銷銷套進(jìn)行鉆孔時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)定位螺釘，使快卸銷銷套的鉆孔位置與十字通孔對(duì)應(yīng)，這樣就可以對(duì)同一規(guī)格不同長(zhǎng)度系列的快卸銷十字孔進(jìn)行加工。

2.3 定位誤差分析

定位誤差是引起加工精度誤差的主要因素之一，通過(guò)其大小可以判定定位方案是否合理。主要由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差兩部分構(gòu)成，在圖7所示方案中，為了便于拆卸，銷套和夾具體上的通孔之間采用間隙配合。從圖4可知，工序基準(zhǔn)是右端面，而加工時(shí)也用右端面定位，兩者重合，所以不重合誤差為零；由銷套水平安裝定位引起的基準(zhǔn)位移誤差Δr為：

式中：δd為心軸直徑公差值；δD為孔直徑公差值。

3 結(jié)論

本文提出的快卸銷定位可靠、操作方便；十字孔加工工裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工序集中；十字孔在加工時(shí)，零件不需重新安裝，只需將鉆模體翻轉(zhuǎn)90°后就可以再加工另一方向。在快卸銷十字孔加工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)定位零件長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)同一規(guī)格、不同長(zhǎng)度的快卸銷加工，有效擴(kuò)大了該夾具的適用范疇。

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1000-4998（2015）02-0052-03

2014年8月