一種柱塞套鉆鉸孔加工裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：在機(jī)械加工中，加工工藝和工裝的選擇直接影響到切削機(jī)床生產(chǎn)效率的高低和加工質(zhì)量的好壞，進(jìn)而影響到企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。通過在鉆床上使用柱塞套鉆鉸孔加工裝置完成產(chǎn)品的全部孔加工工序，不但替代了原先要靠數(shù)控銑或加工中心等高端設(shè)備才能完成的加工工序，而且降低了對(duì)操作員工的技能要求，刀具損耗大大降低，加工效率比原先工藝方法提高了一倍，廢品率大大降低，對(duì)提高企業(yè)產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率有顯著的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：柱塞套;鉆鉸孔;裝置;設(shè)計(jì)

0 ?引言

柱塞套作為一種在圓周上按照不同長(zhǎng)度和角度要求分布孔的產(chǎn)品，其有較高的尺寸和位置公差要求，在圓柱面上鉆孔，鉆頭的切削不均勻，容易造成孔鉆偏，要先用中心鉆鉆孔定位，工序較復(fù)雜，要多次換刀具，使得多個(gè)孔的位置公差難以保證，加工操作難度大，柱塞套的加工質(zhì)量、加工效率及工件加工合格率得不到有效保證。

目前，多使用分度頭實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞套的分度鉆孔，存在操作復(fù)雜、加工效率低的缺陷，且柱塞套內(nèi)孔和外圓柱面在車床的加工過程中同心度要求較高，這就要求在鉆孔的過程中，考慮到基準(zhǔn)的統(tǒng)一，在后續(xù)的鉸孔等加工過程中，很難保證加工的同心，帶來了較大的加工誤差，而采用加工中心等高端設(shè)備加工，不但占用設(shè)備，加工調(diào)試等對(duì)操作人員的要求也很高。

因此，開發(fā)一種柱塞套鉆鉸孔定位裝置（如圖1所示）及加工方法，不但具有迫切的研究?jī)r(jià)值，也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)應(yīng)用潛力，這正是本發(fā)明設(shè)計(jì)得以完成的動(dòng)力所在和基礎(chǔ)。

具體而言，柱塞套鉆鉸孔裝置所要解決的技術(shù)問題是：提供一種柱塞套鉆鉸孔裝置及加工方法，以解決柱塞套鉆鉸孔加工過程中難以確保加工基準(zhǔn)統(tǒng)一，工件同心度及孔的位置公差難以保證的問題，進(jìn)而影響柱塞套的加工質(zhì)量、加工效率及產(chǎn)品合格率的技術(shù)問題。該裝置的構(gòu)成1-底板;101-第二定位孔;102-第一滑槽;2-滑動(dòng)定位板;201-校正孔;202-第一定位孔;203-第二滑槽;204-插裝孔;3-固定支撐板;4-第一頂尖;401-分度孔;402-止轉(zhuǎn)定位孔;5-定位套;501-分度定位孔;6-滑動(dòng)支撐板;601-卡裝缺口;602-第一橫梁定位孔;7-第二頂尖;8-定位橫梁;801-正位孔;802-第二橫梁定位孔;803-橫梁缺口;9-定位板定位銷;10-分度定位銷;11-橫梁定位銷;12-滑鍵;13-滑動(dòng)導(dǎo)向板;14-夾緊底座;15-螺桿;16-限定圈;17-調(diào)節(jié)手柄;1701-安裝部;18-鉸接軸;19-止轉(zhuǎn)定位銷;20-第一安裝螺栓;21-第二安裝螺栓;22-柱塞套。

1 ?柱塞套鉆鉸孔裝置的技術(shù)方案

該裝置創(chuàng)造性的運(yùn)用了旋轉(zhuǎn)分度、雙頂尖裝夾的方法，使中心鉆孔定位、鉆孔、鉸孔等在不同加工工序執(zhí)行過程中，保證了孔加工的同心，減小了加工誤差的出現(xiàn)?？椎募庸ぞ戎饕杉庸すぱb來保證，采用雙頂尖結(jié)構(gòu)裝夾工件，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原理，保證了滾筒內(nèi)孔和外圓柱面內(nèi)外基準(zhǔn)統(tǒng)一，克服了操作員工技能水平對(duì)加工工件的影響。

柱塞套鉆鉸孔定位裝置，包括用以固定安裝于鉆床工作臺(tái)面上的底板，底板上滑動(dòng)安裝有滑動(dòng)定位板，滑動(dòng)定位板上開設(shè)有校正孔，校正孔位于滑動(dòng)定位板的中心線上居中位置，用于該裝置放到鉆床工作臺(tái)面對(duì)中用;滑動(dòng)定位板上還均勻開設(shè)有若干定位孔，定位銷于底板上限位固定;定位板的一端固定安裝有固定支撐板，固定支撐板上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有頂尖，頂尖通過分度孔和分度定位孔、分度定位銷實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)限位，滑動(dòng)支撐板滑動(dòng)并定位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);滑動(dòng)定位板通過滑槽和滑鍵于底板上滑動(dòng)安裝。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括夾緊底座、螺桿、止轉(zhuǎn)螺母、推力軸承和限定圈，夾緊底座固定安裝于滑動(dòng)定位板上。

2 ?柱塞套鉆鉸孔定位裝置及加工方法

2.1 校正并安裝柱塞套鉆鉸孔定位裝置

將該定位裝置放置到鉆床工作臺(tái)面上，將定位板定位銷插裝到中間位置的第一定位孔和第二定位孔內(nèi)，將鉆床的鉆頭夾持？覫10檢測(cè)棒，調(diào)整底板，使得？覫10檢測(cè)棒對(duì)準(zhǔn)校正孔，用壓板將底板固定安裝到鉆床工作臺(tái)面上。

2.2 工件柱塞套安裝

將分度定位銷貫穿分度定位孔插裝到分度孔內(nèi)，將止轉(zhuǎn)定位銷貫穿止轉(zhuǎn)定位孔插裝到插裝孔內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄，將柱塞套夾持于第一頂尖跟第二頂尖之間，并鎖緊螺桿。

2.3 鉆？覫3中心孔

用？覫3中心鉆在柱塞套上鉆中心孔①，抽出定位板定位銷，移動(dòng)滑動(dòng)定位板至下一個(gè)第一定位孔與第二定位孔對(duì)齊，插入定位板定位銷，在柱塞套上鉆中心孔②，逐一完成一排中心孔的鉆孔加工，鉆完一排中心孔后，抽出分度定位銷、止轉(zhuǎn)定位銷，轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞套，使得第一頂尖上的下一個(gè)分度孔與定位套的分度定位孔對(duì)齊，插入分度定位銷、止轉(zhuǎn)定位銷，按上述方法在柱塞套上鉆第二排中心孔，逐一完成每排中心孔的鉆孔加工，將中心孔全部鉆好。

2.4 鉆？覫7.8孔

用橫梁定位銷將定位橫梁兩端安裝，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄，通過第一頂尖和第二頂尖夾持已鉆好中心孔的柱塞套，抽出分度定位銷、止轉(zhuǎn)定位銷，重新插入分度定位銷、止轉(zhuǎn)定位銷，拆卸下定位橫梁，鉆？覫7.8孔，并按照上述2.3的加工方法，將？覫7.8孔全部鉆好。

2.5 鉸？覫8孔

用橫梁定位銷將定位橫梁兩端安裝，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄，通過第一頂尖和第二頂尖夾持已鉆好？覫7.8孔的柱塞套，插入分度定位銷、止轉(zhuǎn)定位銷，拆卸下定位橫梁，鉸？覫8孔，并按照2.3的加工方法，將？覫8孔全部鉸好。

3 ?柱塞套鉆鉸孔定位裝置的特點(diǎn)

①該裝置的關(guān)鍵技術(shù)表現(xiàn)在孔的加工精度主要由加工工裝來保證，采用雙頂尖結(jié)構(gòu)裝夾工件，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原理，保證了柱塞套內(nèi)孔和外圓柱面內(nèi)外基準(zhǔn)統(tǒng)一，克服了操作員工技能水平對(duì)加工工件的影響。相對(duì)于傳統(tǒng)加工方案，設(shè)計(jì)新穎。

②該工裝設(shè)置對(duì)刀孔，準(zhǔn)確加工定位;設(shè)置分度定位孔，保證孔在圓柱面上準(zhǔn)確分度;按孔距設(shè)置工裝移動(dòng)距離，準(zhǔn)確保證孔距;調(diào)整絲杠，保證產(chǎn)品裝夾適當(dāng)。柱塞套圓柱面上加工孔的軸線準(zhǔn)確投影在柱塞套的回轉(zhuǎn)中心線上，鉆孔和鉸孔一次使用同一個(gè)工裝，保證了孔的加工質(zhì)量。該裝置創(chuàng)造性的運(yùn)用了旋轉(zhuǎn)分度、雙頂尖裝夾的方法，使中心鉆孔定位、鉆孔、鉸孔等在不同加工工序執(zhí)行過程中，保證了孔加工的同心，減小了加工誤差的出現(xiàn)。相對(duì)于傳統(tǒng)加工方案，具有一定創(chuàng)新性。

③已在生產(chǎn)實(shí)踐中的鉆床上使用該裝置完成了柱塞套的全部孔加工工序，且對(duì)操作員工的技能要求較低，無廢品出現(xiàn)?？朔嗽纫繑?shù)控銑或加工中心才能完成的加工工序，騰出了高端設(shè)備完成其他更多高附加值的工作。通過在加工過程中的檢驗(yàn)，刀具損耗大大降低，使得生產(chǎn)成本降低。原來每8小時(shí)生產(chǎn)22件，經(jīng)常有廢品;而使用該工裝每8小時(shí)生產(chǎn)48件，無廢品。加工效率比原先工藝方法提高了一倍多，廢品率的降低也使得生產(chǎn)效益提高了一倍以上。該工裝的使用真正達(dá)到了保證質(zhì)量、降低成本、節(jié)約能、耗縮短時(shí)間、提高效率的目的。相對(duì)于傳統(tǒng)加工方案，實(shí)用性強(qiáng)。

4  柱塞套鉆鉸孔定位裝置的有益效果

①采用雙頂尖結(jié)構(gòu)裝夾工件，在實(shí)現(xiàn)工件牢固夾持的同時(shí)，保證了和柱塞套前工序車削加工相同的裝夾方法，符合基準(zhǔn)一致原理，在加工過程中，能夠保持工件內(nèi)外基準(zhǔn)統(tǒng)一，孔的加工精度主要由加工工裝來保證，克服了操作員工技能水平對(duì)工件加工質(zhì)量的影響;

②滑動(dòng)定位板及底板上開設(shè)的定位孔，通過定位銷及定位孔實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)定位板的滑動(dòng)位移，以此確定柱塞套圓柱面上鉆孔的軸向距離，保證了加工孔間的孔距;

③通過第一頂尖安裝端開設(shè)的分度孔，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)分度的方法，使得鉆中心孔定位、鉆孔、鉸孔等在不同加工工序?qū)χ准庸r(shí)，能夠保證工件孔加工的同心，加工誤差大大減小;

④通過開設(shè)有正位孔的定位橫梁實(shí)現(xiàn)不同工序加工時(shí)工件的找正、定位，操作簡(jiǎn)單方便，為工件的精準(zhǔn)定位夾持、保持基準(zhǔn)統(tǒng)一提供了可靠保障;

⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相較傳統(tǒng)的柱塞套鉆鉸孔設(shè)備，采用該定位裝置及加工方法實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞套的鉆鉸孔加工，加工操作簡(jiǎn)單方便，降低了對(duì)加工操作員工的技能要求，加工質(zhì)量跟加工效率均大大提高，有效減少或避免了廢品工件的出現(xiàn)，產(chǎn)品合格率大大提高，從而帶來了生產(chǎn)效益的大幅提高。

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作者簡(jiǎn)介：張?jiān)銮?970-），男，山東濰坊人，濰坊職業(yè)學(xué)院講師，車工高級(jí)技師，碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)及制造。