浅谈提高零件加工销孔位置精度.doc

浅谈提高零件销孔的位置度
古彬宏 李刚 赵明月
（太原重工股份有限公司 山西 太原 030024）
中图分类号：TH161+.13
摘要：文章引入定位销孔的位置度定义，并以加工齿圈销孔为例，对位置度超差的销孔进行三坐标检测，根据报告进行分析，改进加工方法，最终满足图纸要求。
关键词：位置度；三坐标测量仪；工艺方法；

Discussion on improving the position accuracy of parts pin hole.
Gu bin-hong ,Li Gang, Zhao Ming-yue
（Taiyuan Heavy Industry Co. Lit. Taiyuan Shanxi 030024，China）
Abstract: This paper introduces the definition of the positioning pin hole position accuracy, and processing the ring gear pin hole as an example, the three coordinates measurement of pin hole position error, according to the analysis of the report, improved processing methods, and finally meets the requirements of the drawings.
Keywords: position degrees; three-coordinates measuring machine; Process method;
1.引言
我厂生产制造的一些齿轮箱中，齿轴、齿轮、箱体等零件的精度要求较高，其中定位销孔的位置精度同样要求很高，直接影响齿轮箱的装配精度和整体运行状况。因此国内外各厂家都在努力地寻求最佳的加工方法,提高定位销孔的加工精度。
2.销孔位置度的定义
销孔的实际轴线的位置度误差值是以被测实际轴线的理想位置定位,作实际轴线的最小包容区域(圆柱面),该最小区域的直径即为孔的位置度误差值。如图1,假设该孔理想轴心线对基准平面A、B的坐标值为(a,b),该孔实际轴心线对基准平面A、B的坐标值为(x,y),则该孔实际位置对理想位置的偏离量为(fx,fy)即fx=x-a,fy=y-b;则该孔实际轴心线的位置度误差值t为:
t=

图1
3．以加工内齿圈销孔为例
3.1零件销孔位置度要求高
内齿圈销孔位置度要求φ0.10mm，我厂采取的精加工工艺为：精车→龙门加工中心。将内齿圈基准C、D精车至图纸要求，上龙门加工中心用百分表将D基准找正、寻边仪将C基准找正，加工12-φ20销孔，见零件简图2。

图2
3.2问题描述
销孔加工完毕，零件上三坐标检测。同样以基准C、D建立坐标系，采用极坐标法检测，部分销孔位置度超差。检测数值见表1
表1
检测
项目
孔1
孔2
孔3
孔4
孔5
孔6
孔7
孔8
孔9
孔10
极半径
偏差
-0.026
-0.004
0.025
0.033
0.033
0.005
-0.106
-0.112
-0.077
-0.022
极角
偏差
0
0.0038
0.0024
0.0024
0.0014
-0.0033
-0.0039
0.0012
0.0045
0.0020
位置度
0.051
0.108
0.084
0.090
0.078
0.091
0.223
0.225
0.202
0.073
通过表1可以看出：
（1） 孔7、孔8、孔9位置度远超出图纸要求φ0.10mm，这3个孔的极半径偏差较多；
（2） 孔1-孔10极角偏差不一致。
3.3问题分析
随后我们重新检测机床精度，均满足设备验收时的要求。随后我们对比三坐标检测数据，分析造成销孔位置度偏差较大的原因：
（1） 第一组孔（孔7、孔8、孔9）的极半径偏差值为负，第二组孔（孔3、孔4、孔5）极半径偏差值为正，两组孔成180°对角分布，造成此种偏差可能与机床加工销孔时确定C基准有很大关系。后续实验会证明这种推测。
（2） 零件销孔分布圆较大，位置度要求较高，机床X、Y轴定位、重复定位精度会对位置度产生影响。 见图3，通常我厂按①→②→③→④的顺序加工销孔，假设以①销孔作为基准，最后加工④销孔时，是所有加工精度累计误差的总和。这样会造成三坐标检测位置度偏差较大。

图3
3.4问题解决
3.4.1销孔极半径相差较多，针对性做了一次实验。龙门加工中心用寻边仪将基准C找正后，主轴回到基准C中心，通过加长表杆用百分表检测基准C的圆跳动。百分表数值为0.05mm，实验结果证明：寻边仪找正基准C误差较大，造成销孔位置度偏差较大，后期加工销孔均使用百分表找正基准C。
3.4.2改变销孔的加工顺序，采用①→③→②→④的顺序，180°对角加工销孔，减小极角累计误差。
通过以上两种措施，我厂加工的销孔均能满足图纸要求。对于有些零件位置度要求φ0.05mm以内，我们采用加工精度更高的车铣中心。车铣加工销孔的优势在于：零件基准C、基准D及销孔一次装卡完成，这样不存在对基准C、基准D的二次找正误差，保证极半径尺寸；极角通过机床回转精度或补偿来保证，而且工作台旋转的方向固定，不存在反向间隙，更利于保证图纸销孔位置度要求。
4.结束语
对于销孔分布圆较大的零件加工，保证销孔位置度在φ0.10mm甚至φ0.05mm是很难的，通过三坐标检测销孔位置的偏差值，来判断偏差的原因，针对性调整工艺方法和机床，最终保证加工的零件满足图纸要求。

参考文献
[1] GB/T 1958-2004《产品几何量技术规范(形状和位置公差 检测规定  》[S]
[2] GB/T 1182-1996《形状和位置公差定义、符号和图样表示法》[S]
[3] TZ/ZAN 10435 《太原重工齿轮箱销孔加工》[S]
[4] 陈宏钧 《使用机械加工工艺手册》[M] 机械工业出版社 北京 2003年

作者简介： 古彬宏（1986 -），男，汉族，大学本科，助理工程师，太原重工股份有限公司 齿轮传动分公司，山西省太原市万柏林区玉河街53号（邮编030024），从事工业齿轮箱制造。
E-mail：13466860316@ Tel：[phone] 投稿日期：2014.7.1