薄壁舱体套接式钻模的设计与应用

王喆

（贵州航天风华精密设备有限公司，贵州 贵阳 550009）

薄壁舱体套接式钻模的设计与应用

王喆

（贵州航天风华精密设备有限公司，贵州 贵阳 550009）

本文针对某设备舱壳体的壁厚薄，易变形，对接孔精度要求高，舱体对接采用套接等结构特点，深入工艺分析，设计出符合零件特性、满足装配要求的套接式钻模。通过钻模的准确定位和装夹的可靠性，保证了对接孔的精度要求，尺寸的稳定性和一致性，并提高了加工效率。

薄壁舱体；对接孔；套接式钻模

该壳体是某型号导弹的部件，在装配中连接雷达舱壳体和遥测舱壳体，连接的方式与我公司常规型号舱体对接采用端框螺栓连接不同，采用的是套接的方式。在零件的首批加工中，用卧加钻底孔，钳工再铰孔的工艺方式，因子数铣钻底孔，边距难以保证，尺寸不稳定，导致钳工铰孔后孔边距不同程度超差。为了保证对接孔的加工精度，尺寸的一致性，满足装配中高精度的定位要求，本文分析零件的结构特点和舱体装配方式，设计出满足要求的套接式钻模，通过钻模的准确的定位和装夹的可靠性，保证了对接孔的精度要求，有利于质量的稳定，并提高了生产效率。

1 舱体结构简介

零件图如图1所示。

图1 舱体结构图

零件特点分析。

（1）该零件是一个薄壁的多腔、无端框、刚性差的壳体，壳体材料为ZL114A。

（3）壳体变形比较大，孔距公差±3′难以保证，从舱体装配时是前后两舱体相互撑圆这一理念出发，利用舱体内孔公差比较紧，设计一胀胎将舱体撑圆，满足孔的位置精度和圆周方向孔距一致。

（4）孔的精度和位置尺寸很难保证，同时变形大，不易装夹，对钻模的要求很高。

2 钻模的设计及工艺分析

（1）壳体变形大，为了满足孔与孔之间角度公差，设计一胀胎将内孔撑圆。① 壳体内孔尺寸为φ，为了撑圆的圆度满足要求，胀胎和内孔配合采用小间隙配合，选用公差配合为H8/f6,最大间隙为0．2，最小的间隙为0．06。壳体的两端端框厚度为40，为了使配合面足够大，胀胎长度设计为35。这样很好地满足了钻孔的基本条件，又便于装卸方便。②钻孔过程是从外向内打，为了排屑顺畅和钻头穿透，加工一圈φ12的排屑孔。

（3）钻孔时工装中心需与壳体中心同心，需要胀胎与工装底板同心，工装上车内孔φ，保证配合要求，同时用4颗M10螺钉固定，限制了钻模的周向移动，起到了固定作用，限制了3个自由度。

（4）为了限制圆周方向的自由度和圆周方向定位准确，利用舱体轴在线的前后均有的U型缺口定位，该U型缺口为弹体对接定位基准，用插销精密定位，保证钻模孔基准方向与舱体基准方向一致。

（5）为了验证装夹的可靠性，保证加工基准和设计基准统一，在圆周方向开5个30×12窥视孔，确保钻模基准面和壳体的端面完全贴紧，实际加工中通过窥视孔用塞尺检测两面的间隙在0．03mm以内，然后开始加工。

（6）钻模配备常规的钻、铰套，为防止钻头在加工过程中产生偏移，保证孔中心位置，加长了整个钻、铰套的长度，长度L=30mm。

（7）零件与钻模相应尺寸对照表（表1）。

表1 零件与钻模相应尺寸表

（8）通过上述分析，设计出该壳体专用的套接式钻模，示意图如图2。

图2 套接式钻模示意图

（9）钻模的夹紧装置。孔边距要求高，端面跳动比较大，需要端面和钻模基准面贴合非常紧，为了避免两次装夹，缩短了安装时间，提高生产效率，设计出了前后两端钻模同时装夹，一次钻完前后两端孔的夹紧装置。该夹紧装置本着操作方便，夹紧牢靠的原则设计，两钻模板通过一根M24的螺杆连接，两端用M24的螺栓固定，有效限制了钻模在加工中轴向方向的移动。

3 钻模的应用

（1）加工工艺流程分析。该零件的加工过程为：钻孔→铰孔。先钻φ7．8的底孔，再用φ8H9的铰刀铰到孔的加工要求，流程不复杂，关键是钻、铰孔过程控制钻、铰孔的切削力。

（2）前期的加工中，将舱体置于托架上，先用手枪钻底孔，再铰孔，操作强度大，为了减轻加工强度，提高劳动生产效率，在钻床Z35 50平台上放置两个V型块与平台平行，壳体装夹好后置于V型块上，边旋转边钻孔，即保证了孔的向心又提高了效率。

（3）钻模在加工几个批次壳体中保证了加工精度要求，质量稳定，加工数量从一个班次加工10个，提高到20个，减轻了工人操作的强度，有效地提高了生产率。

4 结语

此钻模的应用，成功地解决了某壳体的易变形、对接孔精度要求高的加工难点。整个钻模结构紧凑，操作方便，加工质量稳定，有效提高了生产率。作为一种钻模加工，对于同类型的壳体对接孔和变形零件孔加工具有推广应用价值。

[1] 孟少农．机械加工工艺手册[M]．机械工业出版社, 1998．

[2] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社,1987．

[3] 王启平．机床夹具设计[M]． 哈尔滨工艺大学出版社，2005．

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1671-0711（2017）10（下）-0205-02