快卸銷設計及銷套十字孔的加工研究

□ 段亞軍

國營長空精密機械制造公司 陜西漢中 723102

快卸銷設計及銷套十字孔的加工研究

□ 段亞軍

國營長空精密機械制造公司 陜西漢中 723102

快卸銷具有快速拆裝、自動防松以及可以重復高精度定位等特點，被廣泛應用于航空和機械領域。設計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計有十字交叉孔，每個孔中各有一個鋼球，銷軸上有相應的凹槽，沿銷套圓周用4個鋼珠進行定位。對新型銷套的十字交叉孔設計了一套通用工裝，能方便地進行系列加工，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、規格、形式多種多樣，有不銹鋼和高強度合金鋼材質的，適用范圍很廣，尤其在航空領域。快卸銷用于各種快速拆裝、鎖緊、調整及固定等工況，可快速而輕易地松開，以利于經常性地反復連接。

現有的快卸銷，銷套上有一個通孔，孔內裝有2個鋼珠，有時會出現定位和連接不可靠現象。本文設計一種新型的快卸銷，在銷套端部開有十字交叉通孔，在銷套圓周方向利用4個鋼珠進行定位，如圖1所示。

1 快卸銷設計研究

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

1.1 快卸銷結構

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，另外一端套有銷帽；銷帽與銷套相對的一端位于手柄的通孔內；銷套上沿圓周方向平均設置了4個孔，對這4個孔要進行收口，收口深度大約為0.4～0.5 mm；每個孔內嵌有一個鋼珠，使4個鋼珠始終處于十字孔內。銷軸上相應位置設有一環形槽，槽深為h1，鋼珠伸出銷套的高度為h2，加工安裝時要保證h1≥h2，如圖2所示，正常工作時，4個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個鋼珠與銷軸的外圓周面接觸，實現快卸銷的可靠定位；當拆卸該快卸銷時，按住銷帽，銷帽沿著通孔內壁滑動，銷帽通過彈簧推動銷軸向右運動，當銷軸的環形槽運動至銷套的4個鋼珠處時，4個鋼珠落至環形槽內，此時，4個鋼珠的外表面低于銷套的外表面，快卸銷快速從連接件孔內取出，實現快速拆卸；拆卸完后，松開銷帽，在彈簧的作用下，銷帽復位。

快卸銷裝配好后，對手柄右端與銷套凹槽配合位置處進行收壓，如圖3所示。

1.3 快卸銷使用

對兩個構件進行連接、定位時，如圖4、圖5所示，壓下銷帽，4個鋼珠都退到銷軸凹槽內，此時可以將快卸銷穿過銷孔（如圖4）；當穿過后，松開銷帽，在彈簧恢復力作用下，銷軸復位，鋼球彈出，快卸銷無法從銷孔中拔出，起到了定位或連接構件的作用（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 加工十字孔夾具結構

在銷連接中，銷套零件桿部都有孔，用來放置定位鋼珠，銷軸上有相應的凹槽。由于銷軸和銷套定位精度高，且在非平面的表面上鉆孔，所以孔加工時要用工裝來保證。若采用普通工裝，難以滿足高的重復定位精度。為解決上述問題，本文設計了一種鉆孔夾具，解決了快卸銷銷套端部十字孔的鉆孔問題，使鉆孔的位置精度易于保證；同時通過對定位螺栓長度的調節，可以對同一規格不同長度系列的快卸銷十字孔進行加工。

▲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

孔加工時根據精度要求，可以采用鉆、擴、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，通過鉆、鉸即可達到精度要求。為了減少工步，使工序集中，采用統一工裝完成系列加工。本文設計的工裝，在同一臺機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個自由度，右端面限制1個自由度，共限制5個自由度。

2.2 夾具結構設計

夾具采用如圖7所示結構，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度方向的尺寸；鎖緊螺母用于準確定位后鎖緊定位螺釘，防止在加工過程中松動；鉆套用于引導鉆頭，同時防止在加工過程中鉆頭偏斜；壓緊螺釘主要用于壓緊銷套。

對銷套的十字孔進行加工時，先進行工裝的粗調。旋入定位螺釘，擰緊鎖緊螺母，然后將要進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，對快卸銷試件銷套進行試鉆，直至試件試鉆合格，這樣就確定了定位螺釘在通孔內的位置，然后轉入正式加工。

正式加工時，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。

當對不同長度的快卸銷銷套進行鉆孔時，通過旋轉定位螺釘，使快卸銷銷套的鉆孔位置與十字通孔對應，這樣就可以對同一規格不同長度系列的快卸銷十字孔進行加工。

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，通過其大小可以判定定位方案是否合理。主要由基準不重合誤差和基準位移誤差兩部分構成，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，工序基準是右端面，而加工時也用右端面定位，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；十字孔加工工裝結構簡單、工序集中；十字孔在加工時，零件不需重新安裝，只需將鉆模體翻轉90°后就可以再加工另一方向。在快卸銷十字孔加工過程中，通過對定位零件長度的調節，可實現同一規格、不同長度的快卸銷加工，有效擴大了該夾具的適用范疇。

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1000-4998（2015）02-0052-03

2014年8月