浅析铰刀标准设计的验证试验

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1、▲铰孔超差是很严重的质量问题。我们进行“试错式”设计分析，立项进行系统地研究从而形成新的技术规范，以期根本解决问题。1试验前期准备1．1试验方案的确定自动进给钻与气钻相比，加工精度更高，工位情况更复杂，但相对排除了更多人为因素。考虑试验成本与效率，铰刀验证试验以气钻为主。影响气钻用铰刀工作质量的因素较多。我们尝试从铰刀的公差、结构、几何角度、切削余量、耐磨性以及产品自身公差的大小等方面甄别影响的权数。铰刀选用的材料、铰刀加工工艺很重要，但限于试验成本，循我公司选材和加工工艺的惯例，我们不做这方面的对比试验。试验总方案见表1。1．2方案确定说明1．2

2、．1尺寸规格来源于对已设计图纸的统计，是被加工产品零件典型的集成。世界上的主要民机连接部位均用英制尺寸，我国的民机为符合趋势，铰刀尺寸规格也选用英制尺寸。1．2．2刀具材料W6M05Cr4V：刀具在普通机床上加工完成；试验用材料国产铝合金，试材板厚：5mm，10f收修订稿U期】20lO—10-28应用广角出mln，30mm。1．2．3铰前孔的加工按一般铰孔工艺要求，铰前孔的精度应达H1l级。为避免铰前孔偏差干涉铰孔试验，铰前孔的加表1自动进给钻、气钻用铰刀验证试验总方案序口I工具类别验舀E项目方案内容0．0990．1250．1640．250．312

3、5l气钻尺寸规格O．3750．5O．625(单位：in)O．5卸．85ITO．1~o．4IT2刀具公差比较0~0．3IT±0．15IT小规格，长径比最大303长径比比较一‘般规格长径比螺纹柄1／4—28UNF．2A4铰刀夹持柄部比较圆柁柄4h7、6h7、8h7(单位：mm)最长38mm5引导长度比较一‘般长度前角Y=2。，5。6几何角度比较后角Q=12。，14。7切削余量比较0．10．20．30．4(单位：mm)0．00l0．00158产品公差比较0．0030．004(单位：in)9耐磨性96～120个孔自动进l尺寸规格0．653—0．657(单位

4、：in)给钻0．5～0．85IT切削余量及刀具0．4^o．7IT2公差比较0．2～0．5IT+0．005mmd△航空标准化与质量2011年第l期工最后一刀一律用同一把刀具小切削余量加工出来，以保证各铰前孔状态的相对一致。1．2．4试验数据采集过程控制实测铰前新铰刀数据，铰日if：fL数据；实测铰8、16、24个孔后的铰刀与被加工孔的数据。耐磨试验每8个孔采集，。组数据。1．2．5试验按加工产品的工艺大纲执行。1．3铰刀公差选择方案表2验证试验选择的铰刀公差方案铰刀公筹选择0．5-0．85IT0珈．3IT±0．15IT0．1~o．4IT0．2~o．5

5、IT近似本验奉验解决方案现行标某进U来源准方案铰刀方证试验案方案注：rr为产品公筹。T，口＼笔厂]口图l铰刀公差方案选择示意图验证试验选择的绞刀公差方案见表2和见图l。2铰刀验证试验技术分析2．1铰刀公差验证试验由不同的铰刀公差带选择试验结果(见表3)看，按现行标准选择铰刀公差带设计的铰刀的超差率高；按近似某进口铰刀方案而设计的铰刀加工出的孔尺寸偏下，适用精度要求高的孔；铰刀设计不允许超极限，故公差带超下极限的±0．15IT方案可在解决现场问题时谨慎使用；0～0．3IT方案在铰刀经济性方面仍有潜力可挖；0．2~0．5IT方案综合国内铰刀制造水平、使

6、用状况，兼顾了铰刀的加工质量与经济性。2．2．铰刀结构试验2．2．1铰刀的长经比对照试验铰刀长度与直径之比，即长径比。从绞刀的长径比对照试验结果(见表4)看，因长径比大，铰刀抗弯强度下降，在气钻卜使用，铰刀着力点漂移，抖动大，导致加工出的孔尺寸受影响大，特别是对连续加工出的孔之间的尺寸差影响较大。本试验同时也做了铰刀工作部位长度比较，在10mm-80mm范围内，其结论同于长径比情况。2．2．2铰刀的央持柄部比较试验气钻用铰刀柄部一般有两种形式，一种是光表3铰刀公差验证试验铰刀编号铰／『J公差孔理论』tj，‘加工{{j的实际孔』迂、j．分析尺寸范围：

7、7．979～7．990；超筹率常见值7．986；3／24=12．5％07一XXXX—0190．5~0．85IT7．938-7．988超差4L3个；加Ti}{的孔径大多偏上，存在严重的超蔗小24个孔之间相差0．01l确定性尺寸范围：7．952-7．968：铰川设计改变公差带位置，；nn-r出的孔尺07-XXXX—020O．1加．4IT常见值7．959：寸居中24个孔之问相差0．016尺寸范围：7．949～7．958；铰／，J设计公差带位置放到卜．极限位置，理07-XXXX—02l0~o-3IT常见值7．952；论f：如考虑产品材料收缩，产品孔有超差的

8、可能，但实际加工出的孔在合格范围。加【24个孔之间相筹0．009}f{的孔尺寸偏卜．，刀具霞磨值范围变小公差选择超F极限，