徐禮標(biāo)

（廣東工業(yè)制造技工學(xué)校， 廣東 廣州 510000）

引言

機(jī)械零件的加工過程中，盤類零件如：齒輪、端蓋、法蘭等很多端面等分孔要鉆孔加工。而不同規(guī)格尺寸的零件，其孔距尺寸、孔徑尺寸、等分孔數(shù)都不盡相同。一般情況下，其加工方法是先劃線，再鉆孔加工。對于大批量、高精度、多規(guī)格的情況下，都要配套專用鉆模來加工。但缺陷是要配套很多鉆模，且專用鉆模的制作周期長，成本也高。通過設(shè)計(jì)制作，本夾具能用普鉆或普銑設(shè)備對該類零件進(jìn)行批量加工，減少鉆模，同時(shí)達(dá)到零件精度要求，零件材質(zhì)是45鋼，外形尺寸如圖1所示。

圖1 盤類零件示意圖（單位：mm）

1 盤類零件的工藝分析

1）形位精度和定位尺寸要求較高；

2）相對于端面Φ80孔的垂直度為0.02 mm；

3）Φ6.8與Φ10兩孔同軸度為0.025 mm；

4）相對于中心軸的12等分孔中心度要求0.02mm。

在12個(gè)軸向等分孔在中心圓上直徑為80 mm，要求均勻分布，且同心圓的精度為±0.02 mm。在Φ80上鉆Φ10和Φ6.8的等分孔，保證同心圓±0.02 mm。

2 夾具設(shè)計(jì)原理分析

通過應(yīng)用“誤差平均效應(yīng)”原理，采用2個(gè)圓柱銷和1個(gè)鋼球?qū)Χǚ侄妊b置，3個(gè)同時(shí)均勻?qū)Χ▉砜刂屏慵焖俜侄榷ㄎ唬瑠A設(shè)計(jì)原理具分析如下。

1）圓柱銷對定分度裝置：利用2個(gè)對稱圓孔中彈簧的彈力，當(dāng)裝置旋轉(zhuǎn)一次，彈簧上的圓柱銷剛好落在夾具的平板座圓孔中，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)快速定位，如圖2所示。

2）鋼球?qū)Χǚ侄妊b置：利用零件同一圓周上12個(gè)均分的小盲孔及其平板座在同一直徑有一小圓孔中拖鋼球的彈簧，其彈力可根據(jù)松緊調(diào)節(jié)，導(dǎo)致每旋轉(zhuǎn)零件一次，鋼球剛好落在小孔中，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)快速定位，如同分度頭一樣旋轉(zhuǎn)分度。

按照原理可根據(jù)零件所需的等分孔來定平板座和零件在同一圓周上的均分肓孔和圓柱孔，從而達(dá)到各等分孔的快速定位。

圖2 圓柱銷對定分度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

3 夾具的結(jié)構(gòu)

該夾具特點(diǎn)是方便固定與裝卸工件；可自由旋轉(zhuǎn)，精確分度；且夾具的大小恰好適合用于普通鉆床工作臺(tái)，如下頁圖3所示。

圖3 夾具結(jié)構(gòu)示意圖

4 夾具的工藝分析

4.1 夾具的工作過程

1）將夾具裝夾在雙座標(biāo)工作臺(tái)，把夾具定位在普通鉆床工作臺(tái)上中間位置，用百分表校正平板座基準(zhǔn)面與鉆頭的垂直度，并用螺絲將雙座標(biāo)鉆銑工作臺(tái)緊固在鉆床工作臺(tái)上。

2）加工前，利用鉆床上的鉆頭定位，根據(jù)等分孔離中心孔距離，調(diào)節(jié)雙座標(biāo)鉆銑工作臺(tái)X或Y軸。

3）按加工工藝，鉆Φ6.8→擴(kuò)孔Φ10→平底锪孔，最后用專用鉆頭一次性完成加工。

4.2 夾具制作應(yīng)注意的工藝問題

1）滑套與心軸的配合間隙必須控制在H7/h6之間，以確保轉(zhuǎn)動(dòng)自如。

2）圓柱銷定位孔與圓柱銷間隙配合H8/h7，以保證彈簧的伸縮靈活。

3）平板座的鋼球定位孔與鋼球配合間隙大小控制在0.05～0.1 mm之內(nèi)，以保證彈簧和鋼球伸縮自如。

4）根據(jù)回轉(zhuǎn)類定位夾具設(shè)計(jì)，本夾具運(yùn)用彈性作為定位元件，因此要控制平板與12個(gè)孔的中心孔距和深度尺寸保持一致，以減少定位誤差。

5 夾具分度誤差分析

各種分度對定機(jī)構(gòu)由于不同的結(jié)構(gòu)，以及配合、制造誤差等因素，通過分度得到的實(shí)際位置與理想位置存在差異，其差值即為分度誤差。

對定位銷與零件的圓孔以及固定部分圓孔之間的配合間隙、零件圓孔圓柱度、零件兩相鄰孔距誤差等因素，在一次分度的兩個(gè)最大極限情況下所造成的位置偏誤差，便產(chǎn)生了分度誤差。

從本夾具設(shè)計(jì)可知，影響分度誤差的因素有：平板座分度圓孔與圓柱銷頭部的最大配合間隙ε1；平板座分度圓孔與零件分度圓孔最大配合間隙ε2；各分度盤上相鄰兩孔間中心距的誤差Δ1；各分度孔對分度盤回轉(zhuǎn)中心距離R的誤差Δ2（這一誤差可利用削邊對定銷來補(bǔ)償）[1]。因此分度時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差Δa，可根據(jù)以下公式計(jì)算：

由于該夾具用鋼球和圓柱銷對定的分度裝置，采用了兩個(gè)圓柱銷和一個(gè)鋼球同時(shí)均勻?qū)Χ?，根?jù)分度原理，所產(chǎn)生的分度誤差Δa是分度盤上三個(gè)相鄰孔位置誤差的平均值，從而使分度誤差因均分而減了2/3，從而提高等分孔零件加工的精度。

6 使用成效

1）夾具制作工藝簡單，成本較低，鉆床能達(dá)到一機(jī)多用的效果。

2）比手工劃線鉆孔提高工效12倍，加工精度提高2倍，適用于批量生產(chǎn)盤類零件。

3）夾具使用后，加工效率迅速提高，減少專用鉆模的報(bào)廢量，且使用性能穩(wěn)定。

7 結(jié)語

本夾具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，盤類零件的生產(chǎn)效率顯著提高，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，且加工精度明顯改善，具有較高的推廣和應(yīng)用價(jià)值。