專利名稱：一種精密扇形零件角度的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種扇形零件的加工方法，具體的講，是對(duì)扇形零件加工的 角度進(jìn)行精密控制的方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)械零件或模具工業(yè)中，往往有設(shè)計(jì)成扇形形狀的零件，如果這樣的 零件需要很高的尺寸精度要求，特別是角度的要求嚴(yán)格，就會(huì)給加工帶來很 大的困難。即使在數(shù)控技術(shù)已經(jīng)普及的今天，這樣形狀的零件加工也比較麻 煩。例如在模具工業(yè)中，扇形凸凹模已廣泛應(yīng)用于粉末冶金領(lǐng)域，尤其是 大型船用離合器粉片，都是由等分的若干扇形粉片組成一個(gè)完整的圓環(huán)。由 于模具鋼經(jīng)熱處理后的硬度非常高，通常凹模型腔可以用數(shù)控線切割等手段 加工，凸模就只能采用精密磨削的方法控制扇形角度，才能得到與凹模理想 的間隙。扇形凸模的角度主要是靠經(jīng)驗(yàn)試磨，效率低，精度差，而且沒有可 以定量的數(shù)據(jù)作為檢驗(yàn)的依據(jù)。如果扇形零件上帶有需精密控制尺寸的臺(tái)階， 則更增加了加工的難度。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能控制精密扇形角度 的簡易方法，即一種精密扇形零件角度的控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
第一、根據(jù)需要的扇形零件的角度，留出加工余量，按傳統(tǒng)工藝將圓柱
體切割成扇形坯件； 第二、按傳統(tǒng)工藝并根據(jù)精度要求加工出扇形零件2的外圓柱面5和兩
端面6a、 6b;
第三、根據(jù)零件的尺寸，在夾具體1上加工定位銷底孔，并打入定位銷3， 測(cè)量定位銷3的中心點(diǎn)Q、 F到夾具體1兩基準(zhǔn)面A、 B的相對(duì)面 的距離W和Wl;
第四、以扇形零件2的外圓柱面5為定位基準(zhǔn)面，使零件外圓柱面5緊 貼定位銷3，旋轉(zhuǎn)零件，使扇形零件一端的角度面7a高于夾具體 1基準(zhǔn)面A的相對(duì)面，或者使兩端的角度面7a、 7b分別高于夾具 體1基準(zhǔn)面A、 B的相對(duì)面，然后將扇形零件2固定在夾具體1 上；
第五、計(jì)算扇形零件2兩端的角度面7a、 7b高出夾具體1基準(zhǔn)面A、 B 的相對(duì)面的距離H;
或者一端的角度面7a高出夾具體1基準(zhǔn)面A的相對(duì)面的距離H 和另一端角度面7 b與定位銷的中心點(diǎn)F之間的距離HI; 或者一端的角度面7a高出夾具體1基準(zhǔn)面A的相對(duì)面的距離H 和扇形零件外圓端點(diǎn)P到夾具體基準(zhǔn)面B的相對(duì)面的距離H2;
第六、按磨削平面的方式磨削扇形零件兩角度面7a、 7b，只要將H、和 Hl或H2的尺寸控制在公差范圍內(nèi)即可得到扇形零件的精密角度。
本發(fā)明的有益效果是解決了扇形零件的精密加工難題，特別是對(duì)扇形 零件角度的控制，操作簡單，易于掌握，克服了傳統(tǒng)扇形零件的角度主要是靠經(jīng)驗(yàn)試磨，效率低，精度差，而且沒有可以定量的數(shù)據(jù)作為檢驗(yàn)依據(jù)的缺 點(diǎn)，本發(fā)明可以在普通設(shè)備上加工出高精度的扇形零件，而無須購置高精度 的昂貴機(jī)械設(shè)備。


圖1是90度扇形零件主視圖； 圖2是圖1的左視圖3是夾具體1上90度扇形零件計(jì)算圖4是90度扇形零件磨削加工及其計(jì)算示意圖5是圖3的左視圖6是小于卯度扇形零件磨削加工及其計(jì)算示意圖； 圖7是大于90度扇形零件磨削加工及其計(jì)算示意圖； 圖8是形狀不規(guī)則的扇形零件圖。
上述附圖中各附圖標(biāo)記的意義1夾具體，2扇形零件，3定位銷，5外圓 柱面，6端面，7角度面，O扇形零件外圓柱面的圓心，Q、 F定位銷的中心 點(diǎn)，G夾具體的中心點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體方法作進(jìn)一步的描述
一、參見圖l、圖2、圖3、圖4、圖5對(duì)90度扇形零件的加工和角度控制
作進(jìn)一步的說明
1)按照傳統(tǒng)工藝加工出扇形零件2的坯件，此時(shí)扇形零件的外圓面5 和兩端面6a、 6b是精加工后的成品，并經(jīng)過熱處理，只是在扇形零件的角度 面7a、 7b上留有磨削余量；2) 根據(jù)零件的尺寸，在夾具體1上加工定位銷底孔，并打入定位銷3， 測(cè)量定位銷3的中心點(diǎn)Q、 F到夾具體1兩基準(zhǔn)面A、 B的相對(duì)面的距離W 和Wl;
3) 以扇形零件的外圓柱面5為定位基準(zhǔn)面，使外圓柱面緊貼定位銷3， 旋轉(zhuǎn)零件，使零件的兩角度面7a、 7b高出夾具體的高度基本一致，然后將扇
形零件固定在夾具體上；
4) 計(jì)算角度面7a、 7b高出夾具體基準(zhǔn)面A、 B的相對(duì)面的距離H的值 如圖2所示定位銷中心點(diǎn)Q、 F到夾具體兩基準(zhǔn)面A、 B的向?qū)γ娴木?br> 離為W、 Wl，扇形零件外圓柱面的半徑R和定位銷的直徑O均為己知，過 定位銷的中心點(diǎn)Q做直線與基準(zhǔn)面B平行，該直線與基準(zhǔn)面A的相對(duì)面交與 D點(diǎn)；過O點(diǎn)做直線與基準(zhǔn)面A平行，并與QD線交于S點(diǎn)；找出夾具體l 的中心點(diǎn)G，連接EQ、 OQ、 OG;過Q點(diǎn)做OG的垂線，交OG于C點(diǎn)，
在直角三角形QDE中，tg(3=QD/ED=W / Wl
因?yàn)閵A具體固定零件的平面是正方形，所以a=45°_(3
在直角三角形QCE中，sina=QC / QE QE2 = W2 + Wl2
所以，可以計(jì)算出QC值
在直角三角形QCO中，siiry=QC/QO QO=R+0 / 2可以計(jì)算出角Y的值
e=45°，可得角e的值
在直角三角形QSO中，sin0=QS/WO可得QS的值 H為扇形零件角度面7a、 7b分別高出夾具體A、 B基準(zhǔn)面的相對(duì)面的距 離，S口 H=QS_W，可得H值
5) 首先以夾具體l的A面為基準(zhǔn)面，磨削與A面相平行的角度面7a， 保證最終測(cè)量尺寸H在公差范圍內(nèi)，該角度面即為成品，然后根據(jù)要求磨出臺(tái)階面8a;
6)零件不松動(dòng)裝夾，將夾具翻轉(zhuǎn)90度，以夾具體的B面為基準(zhǔn)面，磨 削與B面相平行的另一角度面7b，仍然保證H尺寸及其公差，此時(shí)即得到扇 形零件的成品，然后根據(jù)要求磨出臺(tái)階面8b。
二、結(jié)合圖6對(duì)小于90度扇形零件2的加工和角度控制作進(jìn)一步的說明
1) 按照上述90度扇形零件的實(shí)施方法準(zhǔn)備坯件，在扇形零件的角度面 7a、 7b上留有磨削余量；
2) 根據(jù)零件的尺寸，在夾具體1上加工定位銷底孔，并打入定位銷3， 測(cè)量定位銷3的中心點(diǎn)到夾具體1兩基準(zhǔn)面A、 B的相對(duì)面的距離W和Wl;
3) 以扇形零件的外圓柱面5為定位基準(zhǔn)面，使外圓柱面5緊貼定位銷3， 旋轉(zhuǎn)零件，使扇形零件一端的角度面7a適當(dāng)高于夾具體的基準(zhǔn)面A的相對(duì)面，
將扇形零件固定在夾具體1上；
4) 按照上述卯度扇形零件2的實(shí)施方法計(jì)算H值；
5) 以夾具體的A面為基準(zhǔn)，根據(jù)計(jì)算出的H值磨削與A面相平行的角 度面7a，保證最終測(cè)量尺寸H在公差范圍內(nèi)，該角度面即為成品；
6) 計(jì)算定位銷的中心點(diǎn)F到角度面7b之間的距離Hl的值 如圖4所示定位銷中心點(diǎn)F到夾具體兩基準(zhǔn)面A、 B的向?qū)γ娴木嚯x
為W、 Wl，扇形零件外圓柱面的半徑R、定位銷的直徑O，需要的成品扇形
零件的角度均為已知；
過定位銷的中心點(diǎn)F做直線與基準(zhǔn)面A平行，該直線與基準(zhǔn)面B的相對(duì)
面交與K點(diǎn)；過O點(diǎn)做直線與基準(zhǔn)面B平行，并與FK線交于J點(diǎn)；連接OF; 由于(11= 90° -成品扇形零件角度，因此al為已知； 在直角三角形OJF中，Sinf31=FJ/OF=(W+H)/ (R+O/2)過F點(diǎn)做扇形零件半徑延長線OM的垂線，交OM于M點(diǎn)， 在直角三角形OMF中，Sinei=MF/OF=Hl/(R+0/2) 艮口 Hl=Sineix(R+0/2)
7)松開裝夾的扇形零件2，將已經(jīng)磨好的角度面7a向下，用深度千分尺 測(cè)量己經(jīng)磨好的角度面7a與定位銷中心點(diǎn)F的距離，旋轉(zhuǎn)零件，使測(cè)量的該 距離與計(jì)算的HI值一致，緊固零件，仍以夾具體1的A面為基準(zhǔn)，根據(jù)計(jì) 算出的H值磨削另一角度面7b，保證最終測(cè)量尺寸H在公差范圍內(nèi)，該角度 面也為成品。
三、結(jié)合圖7對(duì)大于90度的扇形零件2加工和控制作進(jìn)一步的說明.
1) 按照上述90度扇形零件2的實(shí)施方法準(zhǔn)備坯件，在扇形零件2的角度 面7a、 7b上留有磨削余量；
2) 根據(jù)零件的尺寸，在夾具體1上加工定位銷底孔，并打入定位銷3， 測(cè)量定位銷3的中心點(diǎn)到夾具體1兩基準(zhǔn)面A、 B的相對(duì)面的距離W和Wl;
3) 以扇形零件2的外圓柱面5為定位基準(zhǔn)面，使外圓柱面5緊貼定位銷 3，旋轉(zhuǎn)零件，使零件一端的角度面7a適當(dāng)高于夾具體的基準(zhǔn)面A的相對(duì)面， 然后將扇形零件固定在夾具體1上；
4) 按照上述90度扇形零件的實(shí)施方法計(jì)算H值；
5) 以夾具的A面為基準(zhǔn)，根據(jù)計(jì)算出的H值磨削與A面相平行的角度 面7a，保證最終測(cè)量尺寸H在公差范圍內(nèi)，該角度面即為成品；
6) 計(jì)算扇形零件2外圓端點(diǎn)P到夾具體1基準(zhǔn)面B的相對(duì)面的距離H2 的值-
過O點(diǎn)做直線ON與基準(zhǔn)面B平行，過P點(diǎn)做ON的垂線交ON于N點(diǎn)，扇形零件2外圓柱面的半徑R和需要的成品扇形零件的角度均為已知， 卩2=成品扇形零件的角度-90°可得(32的值 在直角三角形ONP中，PN=OPxSinp2=RxSin|32 H2=PN+H
7)松開裝夾的扇形零件2，將已經(jīng)磨好的角度面7a向下，用深度千分尺 測(cè)量零件外圓端點(diǎn)P到夾具體基準(zhǔn)面B的相對(duì)面的距離，旋轉(zhuǎn)零件，使測(cè)量 的該距離與計(jì)算的H2值一致，緊固零件，仍以夾具的A面為基準(zhǔn)，根據(jù)計(jì) 算出的H值磨削另一角度面7b，保證最終測(cè)量尺寸H在公差范圍內(nèi)，該角度 面也為成品。
此外，利用本發(fā)明所敘述的計(jì)算和零件加工定位原理進(jìn)行進(jìn)一步的拓展， 還可以加工其他形狀不規(guī)則、復(fù)雜的扇形零件，如圖8所示的扇形零件，也 可以通過定位銷的原理進(jìn)行精密的角度加工。
對(duì)夾具體l的要求是根據(jù)零件尺寸，大小適當(dāng)，A、 B面應(yīng)相互垂直， 并分別與對(duì)應(yīng)面相互平行。對(duì)應(yīng)面的尺寸可以不做嚴(yán)格要求。為減輕夾具主 體重量，內(nèi)部可以做成中空。
權(quán)利要求
1、一種精密扇形零件角度的控制方法，其特征在于，包括如下步驟第一、根據(jù)需要的成品扇形零件的角度，留出加工余量，按傳統(tǒng)工藝將圓柱體切割成扇形坯件；第二、按傳統(tǒng)工藝并根據(jù)精度要求加工出扇形零件(2)的外圓柱面(5)和兩端面(6a、6b)；第三、根據(jù)零件的尺寸，在夾具體(1)上加工定位銷底孔，并打入定位銷(3)，測(cè)量定位銷(3)的中心點(diǎn)Q、F到夾具體(1)兩基準(zhǔn)面A、B的相對(duì)面的距離W和W1；第四、以扇形零件(2)的外圓柱面(5)為定位基準(zhǔn)面，使零件外圓柱面(5)緊貼定位銷(3)，旋轉(zhuǎn)零件，使扇形零件一端的角度面(7a)高出夾具體(1)基準(zhǔn)面A的相對(duì)面，或者使兩端的角度面(7a、7b)分別高于夾具體(1)基準(zhǔn)面A、B的相對(duì)面，然后將扇形零件(2)固定在夾具體(1)上；第五、計(jì)算扇形零件(2)兩端的角度面(7a、7b)高出夾具體(1)基準(zhǔn)面A、B的相對(duì)面的距離H；或者一端的角度面(7a)高出夾具體(1)基準(zhǔn)面A的相對(duì)面的距離H和另一端角度面(7b)與定位銷的中心點(diǎn)F之間的距離H1；或者一端的角度面(7a)高出夾具體(1)基準(zhǔn)面A的相對(duì)面的距離H和扇形零件外圓端點(diǎn)P到夾具體基準(zhǔn)面B的相對(duì)面的距離H2；第六、按磨削平面的方式磨削扇形零件兩角度面(7a、7b)，只要將H、和H1或H2的尺寸控制在公差范圍內(nèi)即可得到扇形零件的精密角度。
全文摘要
本發(fā)明是一種精密扇形零件角度的控制方法，在加工扇形零件角度面時(shí)，通過計(jì)算和測(cè)量扇形零件角度面高出夾具體的高度H值，和角度面與定位銷中心點(diǎn)的距離H1的值或角度面與夾具體之間的距離H2來控制扇形零件的角度，只要保證H和H1、H2的尺寸精度，即可得到高精度的扇形零件角度，操作簡單，易于掌握，克服了扇形零件的角度主要是靠經(jīng)驗(yàn)試磨，效率低，精度差，而且沒有可以定量的數(shù)據(jù)作為檢驗(yàn)依據(jù)的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23Q15/00GK101444890SQ20081023338
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者劉東慶, 杜木信, 樊紹忠, 聶勛鐵, 闕洪軍 申請(qǐng)人:重慶齒輪箱有限責(zé)任公司