張明偉，劉紅艷，苗雅麗

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，河南濟(jì)源459000）

空間尺寸實(shí)體化的工藝方法探究

張明偉，劉紅艷，苗雅麗

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，河南濟(jì)源459000）

針對(duì)具有空間尺寸的零件，借助配套加工或?qū)ΨQ加工的思路，探尋一種將空間尺寸轉(zhuǎn)化為實(shí)體輪廓尺寸進(jìn)行加工的工藝方法。

空間尺寸；工藝；數(shù)控加工

具有空間尺寸的零件是生產(chǎn)實(shí)踐中常見的零件類型之一，該類零件一般采用尺寸鏈換算的方法或其他輔助手段進(jìn)行加工［1］。但這些加工方法容易產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差、對(duì)刀誤差、測(cè)量誤差等，從而影響加工精度［2］，導(dǎo)致零件廢品率偏高或無(wú)法滿足裝配要求。

所謂空間尺寸的實(shí)體化加工，是指將包含空間尺寸的單一零件通過(guò)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，利用配套加工或?qū)ΨQ加工的工藝方案，將空間尺寸轉(zhuǎn)化為實(shí)體零件的輪廓尺寸進(jìn)行加工的工藝方法。這種方法可以減少基準(zhǔn)不重合誤差、對(duì)刀誤差、測(cè)量誤差等因素對(duì)零件尺寸精度的影響，從而達(dá)到改善產(chǎn)品質(zhì)量和提高加工效率的目的。

1　實(shí)例

圖1為一裝配件，要求在裝配完調(diào)節(jié)軸2、φ12小球、錐軸3、φ4小球和本體4后能保證1+-00..0162的裝配間隙。其中，φ12、φ4小球?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)小球。

圖1　裝配圖

通過(guò)觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)，保證裝配尺寸1+-00..0162的難點(diǎn)之一在于φ12小球的裝配。由于φ12小球通過(guò)調(diào)節(jié)軸和錐軸的圓弧表面（圓心為空間尺寸）實(shí)現(xiàn)定位，因此，若調(diào)節(jié)軸（圖2）上尺寸R6+00.015和錐軸（圖3）上尺寸R6±0.015加工不到位，將會(huì)使最終的裝配尺寸1+-00..0162超差。

傳統(tǒng)的加工方法是將上述兩個(gè)零件單獨(dú)加工。由于兩零件上尺寸R6的加工基準(zhǔn)不相同，且兩個(gè)零件需分別對(duì)刀，因此產(chǎn)生的加工誤差累積起來(lái)會(huì)影響裝配尺寸1+-00..0162，導(dǎo)致零件無(wú)法裝配的情況發(fā)生（裝配尺寸鏈見圖4）。同時(shí)，因尺寸R6為空間尺寸，所以也使得零件的檢測(cè)變得較為困難。

圖2　調(diào)節(jié)軸零件圖

圖3　錐軸零件圖

圖4　裝配尺寸鏈

2　實(shí)體化加工

為了保證調(diào)節(jié)軸和錐軸的加工質(zhì)量，提高加工效率，可將兩個(gè)工件合起來(lái)進(jìn)行加工，即空間尺寸的實(shí)體化加工。通過(guò)實(shí)體化的工藝方案，空間尺寸R6可轉(zhuǎn)換為具體的零件輪廓尺寸，從而便于在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。具體的加工過(guò)程如下。

首先，加工長(zhǎng)錐度，如圖5所示。其次，調(diào)頭加工圓弧及其他尺寸，如圖6所示。其中，加工尺寸（53± 0.015）mm右端面的過(guò)程，既是一次基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的過(guò)程，也是輔助基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)建立的過(guò)程。按圖加工完成后，從中間切開即可得到兩個(gè)零件。

圖5　長(zhǎng)錐度的加工

圖6　圓弧及其他尺寸的加工

將調(diào)節(jié)軸和錐軸合成一個(gè)零件來(lái)加工，既可以減少因多次對(duì)刀而產(chǎn)生的誤差，又可以減少加工誤差和測(cè)量誤差。同時(shí)，將圖4裝配尺寸鏈中的兩個(gè)尺寸（17.25±0.015）和（35.75±0.015）合并為一個(gè)尺寸，而公差保持不變，從而大大提高了裝配精度（見圖7）。

圖7　裝配尺寸鏈的合并

3　結(jié)論

在將空間尺寸轉(zhuǎn)化為實(shí)體尺寸進(jìn)行加工的過(guò)程中，一般會(huì)涉及一次加工基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。在選擇新的加工基準(zhǔn)時(shí)，必須充分考慮對(duì)刀、測(cè)量等因素，同時(shí)應(yīng)遵循這樣一條原則，即新的加工基準(zhǔn)到被加工零件輪廓的精度不能低于原設(shè)計(jì)基準(zhǔn)到被加工零件輪廓的精度。

空間尺寸實(shí)體化加工的工藝方案非常適合于拼合或?qū)ΨQ式的零件結(jié)構(gòu)，該工藝方案在保證零件對(duì)稱度及同軸度方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于具有空間尺寸的單個(gè)零件，有時(shí)也可采用對(duì)稱加工的方法一次性獲得兩個(gè)或多個(gè)零件，這樣雖有一定程度的浪費(fèi)，但卻可以較好地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

［1］呂廣優(yōu).應(yīng)用假軸巧解含有空間尺寸零件加工難題［J］.有色金屬加工，2012（5）：34-35.

［2］胡崗.機(jī)床夾具中空間尺寸的加工與測(cè)量分析［J］.硅谷，2013（10）：83-84.

【責(zé)任編輯黃艷芹】

Exploration on the Processing of Space Dimension Materialization

ZHANG Mingwei，LIU Hongyan，MIAO Yali
（School of Mechanical and Electrical Engineering，Jiyuan Vocational and Technical College，Jiyuan 459000，China）

As parts with space dimension were not easy to process，this paper turned to the idea of symmetry to explore a processing to convert space dimension to material outline dimension.

space dimension；processing；numerical control machining

TG659

A

2095-7726（2016）03-0046-02

2015-11-20

張明偉（1979-），男，河南濟(jì)源人，助教，碩士，研究方向：數(shù)控加工。