圓盤類零件徑向孔專用夾具的設(shè)計(jì)

王廷 孔貝貝 王雷蘇

摘要：本文主要介紹了加工圓盤類零件徑向孔專用夾具的結(jié)構(gòu)及工作原理，因徑向孔均勻分布，故介紹了分度機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理，最后對(duì)夾緊力進(jìn)行估算，確定專用夾具的可行性。該夾具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍廣，加工效率高等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：圓盤類零件;徑向孔;夾具;分度機(jī)構(gòu)

目前，圓盤類和軸套類零件應(yīng)用范圍廣，對(duì)于圓盤類零件徑向孔的加工方案和夾具的設(shè)計(jì)也有多種，王道林等設(shè)計(jì)出一種鉸鏈?zhǔn)姐@床夾具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，操作方便，適用范圍廣[1];蘇瞧忠等設(shè)計(jì)出軸類徑向多孔快速夾具，裝夾方便，可以實(shí)現(xiàn)任意角度徑向孔的加工[2];顏科紅等設(shè)計(jì)出采用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的徑向孔鉆床夾具，定位元件是V形塊，保證鉆孔時(shí)的定位誤差為零[3];但圓盤類零件徑向孔的加工方法還有待進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。

1 零件分析

某企業(yè)加工圓盤類零件如圖1所示，材料為45號(hào)鋼，年生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批大量生產(chǎn)。零件外徑為450，零件厚度為200，孔在徑向均布，孔深30，孔軸線到底面的距離為100，所要加工孔的精度等級(jí)為IT8，表面粗糙度為Ra6.3，對(duì)于分度機(jī)構(gòu)的精度要求為°。在立式鉆床上對(duì)該工件進(jìn)行加工。

2 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)孔表面粗糙度的要求，采用鉆削就可以完成，機(jī)床采用立式鉆床，圓盤類零件徑向孔夾具示意圖如圖2所示，其結(jié)構(gòu)主要由1夾具體、2自定心卡盤、3鉆模板、4工件、5鉆套組成。

在加工過程中，為了更方便更換鉆套，所采用的鉆套為快換鉆套，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為即。導(dǎo)向裝置所用材料為T10A，這種材料具有良好的耐磨性，而且經(jīng)過加工可以得到良好的精度。

2.2 工作原理

此夾具體的夾緊裝置為自定心三爪卡盤，其優(yōu)點(diǎn)是可以適用于多種直徑的盤類零件，可以自動(dòng)找正，且拆裝方便，對(duì)于鉆套，其位置和高度可以根據(jù)所要鉆孔的位置和深度進(jìn)行調(diào)整，從而增加了此夾具的適用性，徑向孔軸線距離兩端面的長(zhǎng)度相等，尺寸為100mm，進(jìn)行鉆孔時(shí)由可換鉆套進(jìn)行保證，鉆套另外一個(gè)重要的作用是防止在鉆孔過程中出現(xiàn)引偏。

2.3定位基準(zhǔn)

徑向孔的直徑為14mm，軸向定位為一限位支承，用于保證徑向孔軸線距離底邊的距離，由于限位支承是一精度很高的平面，而且零件中對(duì)此距離的要求不高，故其定位誤差可以忽略不計(jì)。

3 分度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于加工要求中規(guī)定6個(gè)孔須均勻分布于圓盤零件一周，故分度裝置是必不可少的結(jié)構(gòu)。分度裝置由1分度盤、2手柄、3分度裝置主軸、4蝸輪、5單頭蝸桿五大部分組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

其中，主軸前端裝自定心卡盤，自定心卡盤上裝夾盤類零件，蝸輪的齒數(shù)為40，故傳動(dòng)比為40：1。分度盤在使用時(shí)將定位銷調(diào)至24孔圈對(duì)應(yīng)的半徑上，加工完一個(gè)孔之后，手柄需要轉(zhuǎn)過6正圈又16個(gè)孔距，然后加工下一個(gè)孔。

4 可行性分析

如前文所述，加工所采用的機(jī)床為立式鉆床，刀具采用麻花鉆，鉆頭直徑為14mm。由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，在加工過程中工件的受力情況由圖4所示，鉆削部位直徑為，最大值為，最小值，夾緊部位的直徑為，取工件為分離體，忽略次要因素，只考慮主切削力所產(chǎn)生的力矩與卡爪夾緊力所產(chǎn)生的力矩相平衡，卡爪與工件之間的摩擦力。

經(jīng)代入數(shù)值及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值比較之后發(fā)現(xiàn)，三爪卡盤的夾緊力可以滿足加工要求。

5 結(jié)束語

該夾緊裝置采用最常見的三爪卡盤夾緊工件，采用快換鉆套保證加工孔的位置，采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)保證6個(gè)孔的均勻分布，夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂，適用范圍廣，生產(chǎn)周期短，工件加工質(zhì)量高。

參考文獻(xiàn)：

[1]王道林.軸套徑向孔鉆床夾具設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2015，43（20）：70-71+74.

[2]蘇瞧忠.軸類徑向多孔加工快速夾具的研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2013（12）：209+206.

[3]顏科紅.精密閥芯徑向孔鉆床夾具設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2019，47（20）：92-94+103.

[4]李大磊，楊丙乾.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第 3 版） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

[5]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)（第4版）. [M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

作者簡(jiǎn)介：王廷（1991—），女，助教，碩士研究生，研究方向?yàn)殚y門設(shè)計(jì)與密封技術(shù)。

基金項(xiàng)目：齊魯理工學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目（QL19K076）