圆柱体方孔配合件钳工加工工艺分析

陈刚 刘新灵 吴清 刘迎军

摘要：本文对圆柱体方孔配合件钳工加工过程中，加工工艺过程、加工难点和测量手段进行分析，为保证圆柱体方孔配合件的加工、测量和装配质量提供较佳的参考。

Abstract： In this paper， the machining process， machining difficulties and measurement methods of the cylindrical square hole fitting fitter are analyzed， so as to provide a better reference for ensuring the processing， measurement and assembly quality of the cylindrical square hole fitting fitter.

关键词：圆柱体方孔配;工艺过程;工艺难点;测量手段

Key words： cylindrical square hole matching;technological process;technical difficulties;measurements

中图分类号：TG52                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）01-0098-02

0  引言

在中国制造和智能制造的大发展时期，钳工加工、装配与调试具有“万能”与“灵活”的优势。现以圆柱体方孔配合件钳工加工为例，对其零件进行分析，加工难点进行分析，加工流程、检测方法和关键工艺进行详解。

1  零件图分析

图1为圆柱体方孔配合件图，由件1圆柱体、件2长方体以及2根圆柱销组成。件1和件2材料为45#钢，2根标准圆柱销规格为？准10g6×50mm，图2为件1的毛坯料，图3为件2的毛坯料，件2加工好后插入件1方孔内进行配合。件1形状较为简单，件2形状也较为简单，但是在件1上方孔和圆孔的对称度、垂直度、尺寸精度要求比较高，特别是在钳工手工加工中，要保证精度达到要求还是有一定难度的，所以件1上方孔和圆孔的加工时该零件的加工重点。

技术要求为：件2与件1作4次换位配合、配合间隙为≤0.04mm。如在检测中，正常施加外力，此配合关系中的工件无法滑动，将扣除此次配合分。不允许使用钻模或二类工具加工工件。未注公差尺寸按IT12级加工和检验。配合间隙检测时，塞尺插入2mm视为超差。装配后，组件整体外观完好，如有明显缺陷考核扣分。加工零件准备的现场设备有：钻床、台虎钳、砂轮机、切削液等。加工零件准备的工、量、刃具有：量具类16项;刃具类14项、工具类17项。还需准备两根？准10g6×50mm圆柱销。

2  难点分析

从件1图中可知，在？准32mm圆柱上加工？准10H7的孔和16mm×16mm方孔，以及两个？准10H7孔之间，？准10H7孔与16mm×16mm方孔之间有较高的位置精度要求和尺寸精度要求。初看较为简单，可加工起来难度还比较大。加工该零件需要有一定的技能水平和技术技巧、以及选择较优的加工方法和检测方法。

方案一：先加工16mm×16mm方孔→再通过方孔来加工两个圆孔→再锯削加工右端面。方案二：先加工最左端？准10H7孔→再加工从左往右第二个？准10H7孔→再加工16mm×16mm方孔→再锯削加工右端面。

使用方案一时，加工基准与设计基准不统一，虽然可以联系尺寸，但要考虑10±0.1mm，和两处20±0.05mm，增大了后续加工难度，会扩大误差。使用方案二设计基准与加工基准统一，不需要对10±0.1mm，和两处20±0.05mm进行换算，减少了累积误差，提高了三者之间的精度。

3  加工流程

①长方体16mm×16mm的加工;将毛坯料二进行划线，锯削第一个面，锉削第一个面，第一个面检测合格;锯削第二面，锉削第二面，第二个面检测合格，依次加工第三面和第四面。最后加工长度尺寸到精度要求。②件1？准10H7孔的加工;两个？准10H7孔轴线对？准32mm圆柱轴线的对称度公差为0.08mm，相当于？准10H7孔轴线与？准32mm圆柱轴线平行度误差小于或等于0.04mm，孔的对称度精度要求就对加工者的要求十分高，在规定的工量刃具清单中需充分利用现有条件，提高？准10H7两孔加工精度。③方孔16mm×16mm的配合加工;以？准10H7孔、？准32圆柱左端面和圆柱外圆为基准加工方孔，方孔对于A基准的对称度公差为0.05mm，相当于16mm×16mm方孔轴线与？准32mm圆柱轴线平行度误差小于或等于0.025mm，方孔的对称度精度要求就对加工者的要求十分高，在规定的工量刃具清单中需充分利用现有条件，提高16mm×16mm方孔加工精度。④锯削？准32圆柱右端面;达到尺寸精度80±0.20mm，锯削面的表面粗糙度值Ra12.5，可以用油石对所选用的细齿锯条两侧的锯齿进行修磨，锯削推拉时动作要稳，且需要加润滑油以降低锯削表面的表面粗糙度。

4  关键工艺详解

①长方体：长方体有6面，其中四面长度为50mm，宽度为16mm，面属于窄长面，主要是考核基本功，在选择是使用0～25mm的外径千分尺测量16mm？还是选择放在平板上用杠杆表和量块配合测量16mm？对于窄长面的检测，最合理的是选择后者达到精度。在50±0.02mm的加工中可使用25～50mm的外径千分尺进行测量。②？准10H7孔：将圆柱体未倒角端放在平板上，按照图纸尺寸要求在？准32mm圆周上划线，划出10mm、30mm、50mm高度线。再将分度头放在平板上，圆柱体工件装夹在分度头三抓卡盘上，按照图纸尺寸要求在？准32mm圆周上划线，每划完一个孔线后，需在圆柱体前端面上划出该孔位的水平中心线。依次划好第2个孔的划线，和方孔的划线。在分度头上画好线后，在圆柱体前端面上有三条过圆心且相互交叉成60°的显示线。在钻床上，将划好线的圆柱体装夹在精密平口钳上，精密平口钳钳口不要夹满工件，留出一小部分钳口。在钻床的钻夹头上安装杠杆百分表，用杠桿表转动一周来找正精密平口钳钳口两侧竖直工作面与钻床主轴的对称，钳口两侧竖直面指针显示同一数值时，在钻床工作台面上用压板固定精密平口钳钳身后，再次复测对称度。拆下钻夹头上的杠杆表，装夹顶尖，松开精密平口钳活动钳口，将圆柱体前移，下压顶尖对准圆柱体上所划的中心线的交点，此时只需考虑轴向方向的准确性，不用考虑径向方向。但需要用直角尺以钻床工作平面为基准测量圆柱体端面上的一条线是否垂直于钻床工作平面。采用此方法能使顶尖对中和找正，使得定位加工基准与设计基准一致。夹紧圆柱体，复核定位精度后，进行钻孔、测量、扩孔、测量、最后铰孔来完成？准10H7孔的加工。保证了？准10H7孔对？准32圆柱体轴线的对称度的要求。第二个孔按照第一个孔的加工方法进行加工。检测？准10H7孔直径是否符合要求，可用？准10H7极限圆柱塞规。测？准10H7孔到基准端面的距离，可在平板上使用量块与杠杆百分表组合进行测量。测量两圆柱孔轴线之间的夹角，可在平板上将圆柱体装夹在分度头上，圆柱孔穿入标准圆柱销，标准圆柱销两端用杠杆表调水平，使用分度头将圆柱体旋转60°，使用量块与杠杆百分表组合进行测量两圆柱孔轴线之间的角度误差;分度头将圆柱体旋转180°，使用量块与杠杆百分表组合进行检测？准10H7孔的对称度。③方孔：方孔划线与两个圆孔划线在一次划线中完成，需划出方孔16mm×16mm尺寸界线（加工界线），在钻床上可使用钻孔、扩孔的方法加工出一个尽可能大的圆孔，再使用锯削或者锉削加工，根据尺寸加工界线，加工出方孔形状。单检方孔16mm×16mm尺寸，可用16mm量块及已加工件2（凸件）。测方孔到基准端面的距离，可在平板上使用量块与杠杆百分表组合进行测量。测量方孔轴线与圆柱孔轴线之间的夹角，可在平板上将圆柱体装夹在分度头上，圆柱孔穿入标准圆柱销，标准圆柱销两端用杠杆表调水平，使用分度头将圆柱体旋转60°，使用量块与杠杆百分表组合进行测量方孔轴线与圆孔轴线之间的角度误差;分度头将圆柱体旋转180°，使用量块与杠杆百分表组合进行检测方孔的对称度。④装配与调整。

5  结束语

综上所述，在圆柱体方孔配合件实际加工过程中，通过上述的技术要求分析、加工方法和关键工艺详解，不仅解决了该类件的整个加工过程、过程中每个工步的加工和检测，能够保证零件的尺寸精度、位置精度、配合精度及技术要求，基本能估算出每个工步加工所需时间，有效控制时间，提升效率，为圆柱体方孔配合件这类零件的加工提供了一种较优且较为有效的方法。

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