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      引導(dǎo)筒制造工藝及工裝量具設(shè)計(jì)

      2021-12-22 08:18:32楊志傳趙興儉王前永王文正焦大勇
      模具制造 2021年11期
      關(guān)鍵詞:鋼筒內(nèi)孔玻璃鋼

      楊志傳,趙興儉,王前永,王文正,焦大勇

      (山東特種工業(yè)集團(tuán)有限公司,山東淄博255201)

      1 引言

      X型引導(dǎo)筒(見(jiàn)圖1)是由玻璃鋼筒、鋼筒組成,兩零件連接部位均勻涂一層環(huán)氧樹(shù)脂膠,然后按圖裝好到位并固化。玻璃鋼筒是外協(xié)件,鋼筒是借用Y型鋼筒,X型引導(dǎo)筒一端小內(nèi)圓相對(duì)另一端大內(nèi)圓的同軸度為φ0.6mm,裝配后經(jīng)跳動(dòng)值量具檢測(cè)(見(jiàn)圖2),引導(dǎo)筒裝配合格率僅有50%,成為影響和制約X型新產(chǎn)品試制進(jìn)度的瓶頸工序。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品圖和工藝過(guò)程深入研究分析,找出了合格率低的原因,X型引導(dǎo)筒制造工藝是借鑒Y型引導(dǎo)筒(見(jiàn)圖3)制造工藝設(shè)計(jì)的,沒(méi)有做太多的改動(dòng),Y型引導(dǎo)筒一端小內(nèi)圓相對(duì)另一端大內(nèi)圓的同軸度為φ1.6mm,同軸度從φ1.6mm提高到φ0.6mm,但是X型引導(dǎo)筒制造工藝、工裝量具都沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn),這是導(dǎo)致X型引導(dǎo)筒制造合格率低的根本原因,本文針對(duì)上述問(wèn)題,研究制定了有關(guān)解決方案與措施。

      圖3 Y型引導(dǎo)筒示意圖

      2 優(yōu)化鋼筒機(jī)加工藝

      X型引導(dǎo)筒的同軸度是以鋼筒的內(nèi)孔為基準(zhǔn),鋼筒內(nèi)孔的圓柱度誤差、內(nèi)外圓的同軸度誤差等直接影響引導(dǎo)筒的同軸度檢測(cè)結(jié)果,而鋼筒(見(jiàn)圖4)是借用Y型引導(dǎo)筒零件,原機(jī)加工藝采用車(chē)內(nèi)孔后撐內(nèi)孔車(chē)外圓,存在一定的裝夾誤差,加大了鋼筒內(nèi)、外圓的同軸度誤差。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品圖研究分析,根據(jù)實(shí)際加工需要,優(yōu)化了鋼筒機(jī)加工藝,改進(jìn)為內(nèi)孔與小端外圓一次裝夾加工成型,經(jīng)過(guò)加工和檢測(cè),鋼筒的內(nèi)孔圓柱度、內(nèi)外圓同軸度等有所改善,減小了對(duì)引導(dǎo)筒同軸度檢測(cè)的影響[1]。

      圖4 鋼筒示意圖

      3 改進(jìn)裝配方式及設(shè)計(jì)裝配工裝

      改進(jìn)前引導(dǎo)筒裝配工裝為簡(jiǎn)易工裝(見(jiàn)圖5),不能保證玻璃鋼筒與鋼筒裝配到位。通過(guò)分析和查閱有關(guān)資料[2],改進(jìn)了裝配工裝(見(jiàn)圖6),增加了壓緊裝置,保證玻璃鋼筒與鋼筒裝到位,直至樹(shù)脂膠固化完全,消除了引導(dǎo)筒在固化過(guò)程中變形。確定在工裝上壓緊狀態(tài)下固化時(shí)間是一個(gè)難點(diǎn),時(shí)間過(guò)長(zhǎng),工裝制造量很大,增加生產(chǎn)成本,時(shí)間過(guò)短,固化效果不理想。通過(guò)兩批次試驗(yàn)分析,最終確定引導(dǎo)筒粘接裝配后,在工裝上壓緊固化時(shí)間為2h,通過(guò)檢測(cè),固化效果較好,變形量很小,保證了引導(dǎo)筒裝配的粘接強(qiáng)度和同軸度要求。

      圖5 改進(jìn)前裝配示意圖

      圖6 改進(jìn)后裝配示意圖

      4 改進(jìn)同軸度檢測(cè)方式及設(shè)計(jì)制造同軸度量具

      X型引導(dǎo)筒裝配同軸度的檢測(cè)量具為跳動(dòng)值量具,該檢測(cè)方法是以鋼筒內(nèi)孔為基準(zhǔn),用百分表對(duì)玻璃鋼筒筒套內(nèi)孔進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)同軸度的同時(shí),將鋼筒的圓柱度誤差、垂直度誤差、玻璃鋼筒的圓柱度誤差等累積到了一起,導(dǎo)致裝配后測(cè)量數(shù)值增大。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,提出了新的檢測(cè)方法,設(shè)計(jì)了同軸度量具,此種檢測(cè)方法消除了鋼筒的垂直度誤差,減小了玻璃鋼筒、鋼筒的圓柱度等誤差影響。

      4.1 同軸度量具的設(shè)計(jì)

      引導(dǎo)筒同軸度公差與尺寸公差采用的是公差原則中的獨(dú)立原則[3],如何確定同軸度量具定位部位、檢驗(yàn)部位、導(dǎo)向部位的基本偏差、尺寸公差、形位公差,要充分考慮引導(dǎo)筒的尺寸公差和同軸度公差,合理選擇同軸度量具各尺寸公差、形位公差,這是該量具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與核心內(nèi)容。通過(guò)分析和查閱有關(guān)資料[4~5],設(shè)計(jì)的同軸度量具主要尺寸如下:

      4.1.1 同軸度量具組件測(cè)量柱的設(shè)計(jì)

      (1)檢驗(yàn)部位尺寸的計(jì)算。

      檢驗(yàn)部位外要素基本尺寸dIB=DM=49.08mm

      檢驗(yàn)部位外要素的磨損極限尺寸dIW=(dIB+F1)-(T1+W1)=49.12-0.024=49.096mm

      因引導(dǎo)筒同軸度公差與尺寸公差采用的是公差原則中的獨(dú)立原則,綜合考慮尺寸公差對(duì)同軸度測(cè)量的影響,將檢驗(yàn)部位外要素尺寸調(diào)整為DI=49.080-0.012mm,檢驗(yàn)部位外要素的磨損極限尺寸調(diào)整為dIW=49.056mm。

      (2)定位部位尺寸的計(jì)算。

      定位部位外要素基本尺寸dLB=DM=91.2mm。

      定位部位外要素尺寸的磨損極限尺寸dLW=dLB-(T1+W1)=91.2-0.01=91.19mm。

      因引導(dǎo)筒組件鋼筒內(nèi)圓有磷化膜、漆層,磷化膜、漆層總厚度為0.03mm,所以將定位部位外要素尺寸調(diào)整為dL=91.140-0.005mm,定位部位外要素尺寸的磨損極限尺寸調(diào)整為dLW=91.13mm。

      (3)導(dǎo)向部位尺寸的計(jì)算。

      導(dǎo)向部位外要素基本尺寸dGB=DLM=91.14mm。

      定位部位外要素尺寸的磨損極限尺寸dLW=(dGB-Smin)-(TG+WG)=91.119mm。

      同軸度量具測(cè)量柱示意圖如圖7所示。

      圖7 測(cè)量柱示意圖

      4.1.2 同軸度量具裝配的設(shè)計(jì)

      考慮到測(cè)量柱重量比較重,引導(dǎo)筒相對(duì)輕便,為了減小操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,更好的方便工作,設(shè)計(jì)了底座,底座與測(cè)量柱裝配后,能方便地放置在一般工作平臺(tái)上,檢測(cè)時(shí)手拿引導(dǎo)筒進(jìn)行同軸度的檢測(cè),引導(dǎo)筒能夠通過(guò)測(cè)量柱視為合格,通不過(guò)視為不合格,工作起來(lái)非常方便。同軸度量具裝配結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。

      圖8 同軸度量具裝配示意圖

      4.2 檢測(cè)效果分析與對(duì)比

      改進(jìn)前,X型引導(dǎo)筒的同軸度是用跳動(dòng)值量具檢測(cè),該檢測(cè)方法是以鋼筒內(nèi)孔為基準(zhǔn),用百分表對(duì)玻璃鋼筒筒套內(nèi)孔進(jìn)行檢測(cè),在檢測(cè)同軸度的同時(shí),將鋼筒的圓柱度誤差、垂直度誤差、玻璃鋼筒的圓柱度誤差等累積到了一起,導(dǎo)致裝配后測(cè)量數(shù)值增大。檢測(cè)時(shí)將工件立放在底座上,用兩軸承定位鋼筒內(nèi)圓,人工轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)筒,通過(guò)觀察百分表的指針變化,檢測(cè)玻璃鋼筒筒套內(nèi)孔跳動(dòng)值,也不能客觀反映其同軸度,而且檢測(cè)效率較低。改進(jìn)后,用新設(shè)計(jì)制造的同軸度量具檢測(cè),此種檢測(cè)方法消除了鋼筒的垂直度誤差,減小了玻璃鋼筒、鋼筒的圓柱度等誤差影響,與玻璃鋼筒檢測(cè)方法保持一致。檢測(cè)時(shí),檢驗(yàn)人員手拿引導(dǎo)筒進(jìn)行同軸度的檢測(cè),引導(dǎo)筒能夠通過(guò)同軸度量具測(cè)量柱視為合格,通不過(guò)視為不合格,工作起來(lái)非常方便,大大提高了工作效率。經(jīng)過(guò)兩批次產(chǎn)品的檢驗(yàn)驗(yàn)證,此檢驗(yàn)方法實(shí)用可行。

      5 效果分析

      (1)優(yōu)化了鋼筒機(jī)加工藝,內(nèi)孔與小端外圓一次裝夾加工成型,經(jīng)過(guò)加工和檢測(cè),鋼筒的內(nèi)孔圓柱度、內(nèi)外圓同軸度有所改善,減小了對(duì)引導(dǎo)筒同軸度檢測(cè)的影響。

      (2)改進(jìn)后的裝配工裝增加了壓緊裝置,保證了玻璃鋼筒與鋼筒裝到位,消除了引導(dǎo)筒在固化過(guò)程中的變形,通過(guò)兩批次試驗(yàn)確定了在壓緊狀態(tài)下固化時(shí)間2h后,即可卸去壓緊裝置,在自由狀態(tài)下按工藝時(shí)間固化,變形量極小,既保證了固化質(zhì)量,又節(jié)省了工裝數(shù)量。

      (3)設(shè)計(jì)制造了同軸度量具,此種檢測(cè)方法消除了鋼筒的垂直度誤差,減小了玻璃鋼筒、鋼筒的圓柱度等誤差影響,更加符合同軸度檢測(cè)的原則,經(jīng)過(guò)兩批次產(chǎn)品的試驗(yàn)對(duì)比,該檢測(cè)方法實(shí)用可行。

      6 結(jié)論

      綜合以上,經(jīng)過(guò)兩批次生產(chǎn)驗(yàn)證,引導(dǎo)筒裝配合格率由50%提高到95%,大大提高了合格率,保證了X型引導(dǎo)筒新產(chǎn)品試制的進(jìn)度,降低了生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益,創(chuàng)新成效顯著。本文針對(duì)引導(dǎo)筒制造工藝進(jìn)行了總結(jié),并設(shè)計(jì)制造了好用的工裝量具,為此類(lèi)產(chǎn)品的制造提供了新的方法和 參考。

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