□ 閆文平

吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電技術(shù)學(xué)院 吉林吉林 132021

鋼套小孔加工裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)

□ 閆文平

吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電技術(shù)學(xué)院 吉林吉林 132021

根據(jù)套類零件的作用及零件上小孔尺寸、位置精度的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了專用鉆孔裝置。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是要保證鋼套上小孔的尺寸精度和對(duì)稱度的精度；其次是要保證鋼套安裝定位后，對(duì)刀準(zhǔn)確，保證鉆頭進(jìn)退不折斷且排屑方便，在使用過程中定位可靠，方便操作及調(diào)整。

鋼套小孔 加工裝置 優(yōu)化設(shè)計(jì)

套類零件主要分為襯套和軸套。襯套的使用范圍很廣，工業(yè)領(lǐng)域中很多部件如閥門、滑動(dòng)軸承等部件都會(huì)使用襯套。在閥門應(yīng)用領(lǐng)域，襯套被安裝在閥蓋內(nèi)，套住閥桿來減少閥門的泄露，達(dá)到密封作用；在滑動(dòng)軸承應(yīng)用領(lǐng)域，襯套的使用能減少軸承和軸座之間的磨損，避免軸和孔之間的間隙增大。襯套的作用概括為能減少設(shè)備的磨損、振動(dòng)和噪聲，并有防腐蝕的效果，還能方便機(jī)械設(shè)備的維修，簡(jiǎn)化設(shè)備的結(jié)構(gòu)和制造工藝。軸套主要是與軸類零件配套，起到限制傳動(dòng)件的軸向位置，起到軸肩的作用，例如減速器上的軸套。

如圖1所示為與軸配合的鋼套零件圖，距離鋼套左端面60±0.1 mm位置有一直徑為5 mm的小孔，該小孔相對(duì)鋼套中心對(duì)稱面的對(duì)稱度為0.01 mm。鋼套左端面與鋼套的軸線垂直度要求為0.02 mm。因此，當(dāng)大批量生產(chǎn)該套類零件時(shí)，設(shè)計(jì)一套專用鉆孔裝置，用以提高生產(chǎn)效率和保證零件上的對(duì)稱度、垂直度要求十分必要。

為解決此問題，本文應(yīng)用夾具設(shè)計(jì)原理，根據(jù)定位元件和夾緊元件的作用，設(shè)計(jì)了專用夾緊裝置，保證了φ5 mm小孔的加工質(zhì)量。

1 小孔加工分析

1.1 套上小孔結(jié)構(gòu)分析

如圖1所示，小孔結(jié)構(gòu)在套類零件上比較常見，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是，在生產(chǎn)批量大、套類零件尺寸較小、小孔尺寸精度、位置精度要求嚴(yán)格的情況下，在普通鉆床上用虎鉗裝夾加工該小孔，很難保證加工精度和生產(chǎn)效率。

1.2 套上小孔加工分析

加工套上小孔時(shí)需要限制5個(gè)自由度 （3個(gè)移動(dòng)自由度和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度）。在普通鉆床上通常采用通用夾具——平口虎鉗裝夾，缺點(diǎn)是：鋼套外圓柱面與虎鉗夾緊工作面屬于線接觸，不易夾緊。在加工過程中，由于切削力的作用，會(huì)使鋼套夾緊位置發(fā)生移動(dòng)，破壞正確定位，導(dǎo)致鉆出的小孔位置和尺寸精度降低。且加工雙面小孔時(shí)，必須在加工一個(gè)孔后，將鋼套旋轉(zhuǎn)180°再次夾緊加工小孔，造成生產(chǎn)效率降低。

實(shí)踐證明，只要有1%的變形和位移，就會(huì)產(chǎn)生小孔的對(duì)稱度、位置度的誤差及上下小孔位置的偏差，同時(shí)生產(chǎn)效率會(huì)降低50%～60%。

▲圖1 鋼套零件圖

2 小孔加工裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一般情況下，套類零件上的小孔被安排在比較靠后的工序來鉆出，在此，可以利用加工過的鋼套左端面和外圓柱表面作為定位精基準(zhǔn)加工φ5 mm小孔，用以保證尺寸60±0.1 mm和小孔相對(duì)鋼套中心對(duì)稱面對(duì)稱度為0.01 mm的要求。

2.1 小孔加工裝置定位元件的選用

（1）定位元件。選擇加工定位夾角為90°的V槽圓筒和固定擋板，限制6個(gè)自由度；

（2）夾緊元件。選擇用螺紋連接將鉆模板與活動(dòng)擋板連接，起到夾緊作用；

（3）導(dǎo)向元件。鉆模板和鉆套各一個(gè)，引導(dǎo)鉆頭，保證鉆頭不易折斷。

如圖2所示為加工小孔裝置結(jié)構(gòu)的裝配實(shí)體圖。該小孔加工裝置由8個(gè)零件（包括：圓柱銷、鉆模板、鉆套、螺釘、活動(dòng)擋板、V槽圓筒底板和固定擋板）裝配構(gòu)成。其中V槽圓筒、底板和固定擋板焊接成一個(gè)組件，其裝配圖如圖3所示。

▲圖2 鉆模裝配實(shí)體圖

▲圖3 φ5 mm小孔加工裝置裝配圖

2.2 小孔加工裝置工作原理

將該鉆模安裝在鉆床上，將螺釘松開，拆下活動(dòng)擋板；以圓柱銷為中心旋轉(zhuǎn)帶有鉆套的鉆模板；將需要鉆孔的鋼套放置在V槽圓筒上，使鋼套的左端面緊靠焊接在底板左側(cè)的固定擋板上，V槽圓筒相當(dāng)于長(zhǎng)V型塊，限制4個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)自由度和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），左側(cè)固定擋板上限制2個(gè)自由度（1個(gè)移動(dòng)自由度和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），這種定位方式屬于完全定位，符合加工要求；將帶有鉆套的鉆模板旋轉(zhuǎn)復(fù)位，再將活動(dòng)擋板用螺釘旋緊固定工件，保證工件的左端面靠緊固定擋板。

2.3 小孔加工裝置優(yōu)、缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)

2.3.1 優(yōu)點(diǎn)

該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作。其中V槽圓筒對(duì)稱性好，且V槽圓筒可容納切屑，有利于切屑的集中排除，防止了刀具的磨損，提高了刀具的耐用度；圓柱銷相當(dāng)于轉(zhuǎn)軸，方便帶有鉆套的鉆模板旋轉(zhuǎn)，為鋼套零件的安裝提供足夠的空間，且旋轉(zhuǎn)靈活，便于拆卸，磨損后可以直接更換；活動(dòng)擋板與鉆模板的連接也是常見的螺紋連接，便于拆裝操作和磨損后的更換；固定擋板、底板和V槽圓筒為一焊接組件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且牢固可靠。在鉆床上可以用壓板直接安裝，或在底板上加工出T型連接槽，直接用T型槽螺栓連接在機(jī)床導(dǎo)軌上即可，安裝拆卸方便。本小孔加工裝置適合批量加工零件，價(jià)格低，效率高，能夠很好地保證鋼套上小孔的加工精度。

2.3.2 缺點(diǎn)

缺點(diǎn)一：該裝置的V槽圓筒、底座左側(cè)和固定擋板，在對(duì)其實(shí)行焊接過程中容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，會(huì)直接造成鋼套零件外圓柱表面與V槽和底座左側(cè)固定擋板與左端面接觸不良的后果，致使小孔加工出現(xiàn)偏斜后果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響使用。

缺點(diǎn)二：大批量生產(chǎn)時(shí)，V槽圓筒限位工作側(cè)面磨損后影響定位精度，因?yàn)槭呛附咏M件，所以整個(gè)組件無(wú)法修復(fù)，只得丟棄，造成損失。

2.3.3 注意事項(xiàng)

（1）嚴(yán)格控制固定擋板與底板的垂直度；

（2）保證鉆模板與底板的平行度及其長(zhǎng)度要與鋼套的長(zhǎng)度尺寸相適應(yīng)，否則不能保證活動(dòng)擋板與工件右端面夾緊的要求。

3 結(jié)論

此小孔加工裝置經(jīng)實(shí)踐證明，結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便簡(jiǎn)單、安全可靠。該裝置特別適用于大批量生產(chǎn)帶有小孔結(jié)構(gòu)的小尺寸鋼套零件的加工，也可以推廣到小型軸上的小孔加工。如果是單件小批量生產(chǎn)類型，使用該加工裝置將會(huì)增加產(chǎn)品的加工成本，因此應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型合理選用。

［1］梁炳文.機(jī)械加工工藝與竅門精選［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［2］黃如林，汪群.金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［3］劉守勇.機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

（編輯 丁 罡）

TH162

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1000-4998（2015）04-0059-02

2014年10月