殼體組合件組合加工工藝的研究

□程光

中國航空發(fā)動機集團西安動力控制科技有限公司 西安 710077

1 組合加工概述

殼體組合件屬于高精度產(chǎn)品，尺寸和形位公差要求較高，組合件中相關(guān)零件在機械加工中的設(shè)計精度要求也較高。

在以往的加工方法中，為了滿足組合件設(shè)計精度要求，通常將組合件的設(shè)計精度要求按尺寸鏈分配到相關(guān)零件中，有些尺寸分配到單個零件中只有千分之幾毫米的公差，給制造帶來了難度，零件合格率低，影響生產(chǎn)任務(wù)的完成。

從提高工藝裝備水平角度考慮已不能解決問題，為此，筆者的思路是在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用組合加工工藝來滿足零件的精度要求。組合加工是指在加工過程中采用同一基準將兩個或多個零件按照裝配關(guān)系固定裝夾在一起，消除定位誤差，相關(guān)加工工序在一次裝夾中完成的加工工藝［1-4］。

殼體組合件組合加工工藝優(yōu)點體現(xiàn)于，在一次裝夾的情況下完成殼體組合件多個工序的加工，能更好地保證相配零件之間的裝配關(guān)系，無需縮嚴單個零件的尺寸和形位公差，降低加工難度，提高生產(chǎn)效率。由于組合加工在一次裝夾中消除了重復定位誤差和加工誤差，所以組合加工是制造精度較高的機械加工工藝。在加工中按產(chǎn)品的裝配關(guān)系進行裝夾，大大提高了產(chǎn)品的裝配調(diào)試合格率。

2 組合鏜孔

圖1所示殼體組合件A由裝配要求相同的四個零件組成，有較高的設(shè)計精度要求。以往的加工方法僅從單件上下功夫，不僅加工難度大，而且累計誤差造成裝配困難，產(chǎn)品調(diào)試性能不穩(wěn)定。為此，采用組合鏜孔解決了這一加工難題。

組合鏜孔加工時，將殼體組合件A的四個零件根據(jù)裝配關(guān)系組合在一起，使四個零件整合為一個部件，采用通用設(shè)備一次裝夾完成鏜孔尺寸要求，保證了相關(guān)零件尺寸和位置度精度［5］。

這一組合件屬于高精度產(chǎn)品，為保證加工表面粗糙度要求，鏜孔后再應用組合加工工藝進行一道孔研磨工序［6］。研磨后，應對組合件進行超聲清洗。

3 組合反配加工

在產(chǎn)品修理加工過程中，常常會遇到與殼體相配的零件損壞，為節(jié)約成本，需要重新制作與殼體相配的零件。

解決此類問題可以應用組合反配加工工藝。圖2所示殼體組合件B在修理過程中，遇到與殼體B1相配合的異形件B2損壞問題，以B2與B1加工過程來說明組合反配加工的應用［7］。

▲圖1 殼體組合件A結(jié)構(gòu)

▲圖2 殼體組合件B結(jié)構(gòu)

▲圖3 測量簡圖

組合反配加工中的零件為異形件，組合反配加工過程中有以下三個難點需要解決：①B2與B1相配的定位銷緊貼型腔內(nèi)壁，拔出定位銷難度大；②零件B2屬于異形件，機加工過程中裝夾難度大，零件壓緊時容易產(chǎn)生變形；③技術(shù)要求定位銷與殼體B1為過盈配合，與異形件B2為間隙配合，因此異形件B2需要進行二次加工來滿足裝配要求。

對此，制訂了三點解決措施：①設(shè)計制造拔銷工具；②通過裝配工裝將殼體B1和異形件B2組合裝夾；③改磨鏜刀，并選用分組鉸刀修鉸孔徑，修研異形件B2定位銷孔，以滿足技條要求。

由于B2屬于異形件，且與其連接的連桿是活動件，因此將異形件B2與殼體B1裝配在一起，應用組合鏜孔的方法進行加工［8］，具體加工方法如下。

（1）測量。如圖3所示，以2-φ6.6 mm孔為基準，測量 A、B 兩孔位置尺寸 XD1、XD2、YD1、YD2， 并將此測量值作為后續(xù)組合反配加工中的坐標位置。

（2） 拔 銷 。與B2和B1相配的定位銷緊貼型腔內(nèi)壁，且與殼體B1屬于過盈配合。筆者設(shè)計了圖4所示拔銷工具，經(jīng)過試驗，在不損傷殼體B1銷孔的前提下，拔銷工具能有效拔出定位銷。

（3） 組合加工。先用組合夾具將B1固定，再用裝配工裝將B2固定在B1上。采用改磨鏜刀桿，并選用合理的切削參數(shù)。若殼體B1銷孔未達到技條要求，則可以采用分組鉸刀修鉸銷孔來滿足要求 ［9］。

（4） 修研銷孔。設(shè)計要求定位銷與殼體B1銷孔為0.007～0.027 mm過盈配合，與異形件B2銷孔為0～0.016 mm間隙配合［10-11］，因此需要對異形件B2銷孔進行二次加工，根據(jù)定位銷的實際尺寸D修研B2銷孔的相應尺寸，具體如圖5所示。

4 組合加工工藝要點

殼體組合件加工前，所選用的裝夾方式必須滿足組合件裝配要求，以便在一次裝夾情況下保證多個相配零件之間的裝配關(guān)系，從而僅需一次裝夾加工就可以保證組合件的設(shè)計要求。

加工過程中所涉及到的工序必須一次加工完成，最大限度地消除重復定位而導致的加工誤差。

組合鏜、鉆、鉸孔加工完成后，根據(jù)需要可再增加補充加工，但應該注意通過成組加工完成，中途不宜拆分零件。

▲圖4 拔銷工具

▲圖5 定位銷配合

鑒于組合加工后零件互換性的特點，在加工前必須將零件配套分組，做好標記。組合加工完成后，要求按組交付，不得混淆相關(guān)零件。需要設(shè)計合理的工藝優(yōu)化生產(chǎn)流程，將生產(chǎn)成本降到最低。

5 結(jié)束語

組合加工按產(chǎn)品的裝配關(guān)系在一次裝夾中完成組合件的加工，能保證多個相配零件之間的裝配關(guān)系，降低了加工難度，提高了生產(chǎn)效率。筆者基于組合鏜孔和組合反配加工兩個應用實例對殼體組合件加工作了詳細描述，總結(jié)出一套適合殼體組合件的組合加工工藝。由于組合加工在一次裝夾中消除了工件重復定位誤差和加工誤差，因此組合加工是一種精度較高的機械加工工藝，具有實際應用價值。