某组件销钉装配自动钻孔工艺研究

海军装备部 四川 宜宾 644000

1 研究背景

某组件由若干个连接柄、导向螺母、销钉和活动棒组装焊接而成，其中活动棒穿过连接柄翼板后使用导向螺母与之拧紧，在导向螺母上进行钻孔，并在其中放置销钉，进行焊接，完成组装。研制的组件销钉装配自动钻孔装置可以实现组件的自动钻孔、组件的自动旋转与组装完成后的组件自动翻转。采用组件自动钻孔技术实现活动棒组件组装过程自动配钻，在组件上钻出的销钉孔用销钉装配，销钉与销钉孔紧密配合且钻孔深度控制精度满足要求。

2 总体工艺路线

该组件若干个装配销钉钻孔工艺及技术要求相同，故仅针对单根活动棒自动钻孔工艺进行研究，为提高钻孔精度，先由中心钻根据三座标分中确定的棒中心位置进行定中心，再用预钻钻头钻孔到规定深度，最后用规定尺寸钻头进行扩孔。小直径钻头工作时，排屑槽狭窄，排屑不流畅，须及时地进行退钻排屑，减少钻头折断的风险。结合以上因素，对单根活动棒的钻孔速度、进给量、孔深参数进行试验。

3 钻孔参数试验

3.1 钻速试验 将连接柄固定于数控分度装置中心，将模拟活动棒插入连接柄外圈的孔中，将不锈钢试样棒和模拟活动棒拧入连接柄的外圈，组件自动钻孔装置转速采用表1所述参数，进给量设定为Jmm/min进行自动钻孔。钻孔过程中出屑顺畅，钻头没有折断，当转速在R4r/min以上偶尔有刺响声音。经检查，销钉孔全都处于距不锈钢试样棒螺纹端要求位置处的中心。将销钉进行试装配，销钉装配情况见表1。

表1 钻速试验结果

3.2 进给量试验 将连接柄固定于数控分度装置中心，将模拟活动棒插入连接柄外圈孔中，将不锈钢试样棒和模拟活动棒拧入连接柄的外圈，组件自动钻孔装置进给量采用表2所述参数，钻速设定为R2r/min进行自动钻孔。钻孔过程中出屑顺畅，钻头没有折断。经检查，销钉孔全都处于距不锈钢试样棒螺纹端要求位置处的中心。将销钉进行试装配，销钉装配情况见表2。

3.3 验证试验 根据钻速与进给量试验结果，初步将组件自动钻孔的设备参数范围确定如下：

小直径的钻头，进给量过大会使钻头折断，根据钻屑的形状等试验情况将进给量的范围定为(J2～J4)mm/min；

当转速在R4r/min以上偶尔有刺响声音，因此将转速的范围定为(R2～R3)r/min。

表2 给进量试验结果

将连接柄固定于数控分度装置中心，将模拟活动棒插入连接柄外圈的孔中，将不锈钢试样棒和模拟活动棒拧入连接柄的外圈，组件自动钻孔装置分别采用转速R2r/min、进给量J2mm/min和转速R3r/min、进给量J3mm/min进行两轮试验，每轮试验分别对内圈和外圈位置进行自动钻孔。经检查，内圈销钉孔全都位于距不锈钢试样棒螺纹端要求位置处的中心，外圈销钉孔全都处于距不锈钢试样棒螺纹端要求位置处的中心。将销钉进行装配，销钉与销钉孔配合紧密，不凸出棒表面。在两轮验证试验随机抽取2个样进行金相检查，销钉与销钉孔配合紧密，符合技术要求。

4 孔深试验

准备不锈钢平板一块，尺寸约(55×35×12)㎜，(55×35)㎜的两个平面平面度不大于0.01㎜，将不锈钢板通过磁力V形座和虎钳等工具固定在自动钻孔装置的平台上，并确保钻头可以下钻7㎜；记录钻头的起始位置(X、Y、Z轴数据)，以钻头尖部刚刚接触不锈钢板为准；按照活动棒组件钻孔的流程(中心钻→预钻头→定尺钻头)在不锈钢平板上依次钻出10个孔，并进行孔径测量，线切割后测量孔深。

试验结果表明，自动钻孔工艺满足孔深控制精度要求。

5 结论

试验结果表明，通过组件自动钻孔技术能够实现对活动棒组件组装时棒料的自动钻孔，采用选定的转速和进给量钻出的销钉孔进行销钉装配，销钉与销钉孔紧密配合。组件销钉装配自动钻孔技术钻孔深度控制精度满足要求。