特殊孔機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

戴志杰　高彩連　張繼雄

（常州博瑞電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司，常州 213025）

特殊孔機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

戴志杰高彩連張繼雄

（常州博瑞電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司，常州 213025）

隨著紡織機(jī)械和輕工機(jī)械對(duì)機(jī)械零件加工工藝的要求越來(lái)越高，在進(jìn)行特殊孔機(jī)械零件加工時(shí)，必須要設(shè)計(jì)符合要求的鉆夾具。本文通過(guò)分析夾具設(shè)計(jì)思路，探討夾具設(shè)計(jì)的工藝以及結(jié)構(gòu)，以保證機(jī)械加工的精度。

特殊孔機(jī)械加工加工工藝夾具

紡織機(jī)械和輕工機(jī)械對(duì)搖臂零件的加工有很高的要求，因此進(jìn)行特殊孔機(jī)械加工工藝夾具設(shè)計(jì)時(shí)，一定要先對(duì)機(jī)械具體操作性能的要求展開(kāi)詳細(xì)分析，然后對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行配置和檢測(cè)。檢測(cè)的內(nèi)容包括零件的尺寸是否符合機(jī)械的具體要求、零件配置的位置和精度是否科學(xué)合理等，以保證設(shè)計(jì)的零件廢品控制在合理的數(shù)量范圍內(nèi)，達(dá)到最大程度的成本節(jié)約。筆者結(jié)合特殊孔機(jī)械零件的設(shè)計(jì)要求，對(duì)加工工藝和具體的零件配置進(jìn)行分析探究。

1搖臂零件及夾具設(shè)計(jì)概述

紡織機(jī)械和輕工機(jī)械中，搖臂零件得到了廣泛應(yīng)用。搖臂零件對(duì)機(jī)械生產(chǎn)運(yùn)行至關(guān)重要，所以搖臂機(jī)械夾具設(shè)計(jì)也越來(lái)越重要工藝。例如，在紡織機(jī)械中最常用的一種加工機(jī)械是卷緯機(jī)，而搖臂零件就是其中極為重要的一個(gè)應(yīng)用零件，且裝置搖臂零件的數(shù)量非常龐大，每一個(gè)卷緯機(jī)的錠帶張緊裝置的錠上都裝置一個(gè)搖臂零件。因此，針對(duì)紡織機(jī)械中卷緯機(jī)搖臂零件的加工，一定要滿足相關(guān)特殊孔配置的平行度要求，而傳統(tǒng)的零件設(shè)計(jì)制造工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代機(jī)械運(yùn)行工作的要求。

2特殊孔的機(jī)械加工工藝研究

如果按照傳統(tǒng)的特殊孔機(jī)械加工工藝加工制造搖臂零件，零件的尺寸和零件鉆孔的位置和精度都不能滿足現(xiàn)在機(jī)械工作運(yùn)行的要求。在這種情況下，就要通過(guò)應(yīng)用毛坯鑄造、時(shí)效、孔端面精銑等方法進(jìn)行零件工藝的檢測(cè)，然后實(shí)行對(duì)搖臂零件孔洞的加工和制造。通過(guò)技術(shù)和方法的加工檢測(cè)，改善生產(chǎn)的搖臂零件的工藝精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。但是，如果要進(jìn)行搖臂零件的特殊孔洞加工，零件的寬槽在孔洞加工過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行打磨處理，仍是原鑄造毛坯面。進(jìn)行零件鉆孔的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鉆頭鉆偏的情況，輕則孔洞的精度與實(shí)際產(chǎn)生相應(yīng)誤差，重則直接損壞零件的性能，造成浪費(fèi)。此外，鉆孔精度不精確的搖臂零件，在紡織機(jī)械的卷緯機(jī)中進(jìn)行裝置應(yīng)用時(shí)，會(huì)造成卷緯機(jī)運(yùn)行工作中錠帶跑偏，嚴(yán)重影響機(jī)械加工生產(chǎn)。如圖1所示，搖臂零件在紡織機(jī)械卷緯機(jī)裝置中工作運(yùn)行時(shí)，需要鉆頭切入、切出地反復(fù)工作，才能實(shí)現(xiàn)特殊孔的鉆孔作業(yè)。而傳統(tǒng)的鉆孔工藝必須進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，才能應(yīng)用到搖臂零件的加工生產(chǎn)中，并且一定要注意搖臂零件加工工藝的特殊性。

圖1搖臂零件

一些紡織機(jī)械或輕工機(jī)械的零件加工企業(yè)，按照相關(guān)科學(xué)的步驟進(jìn)行零件處理和加工，但是在后期零件精度檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)不能滿足實(shí)際的零件尺寸和精度要求，產(chǎn)生了大量零件廢品，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。但是，經(jīng)過(guò)加工技術(shù)的改善，零件加工的工藝也得到了相應(yīng)改善，依據(jù)改進(jìn)的工藝技術(shù)進(jìn)行零件的加工生產(chǎn)和技術(shù)處理，零件的尺寸符合實(shí)際要求，加工精度也得到了很大程度的提高。

3　特殊孔工藝夾具的設(shè)計(jì)研究

特殊孔工藝夾具的設(shè)計(jì)研究，一定要嚴(yán)格按照加工零件的特殊性以及零件加工的具體工序進(jìn)行反復(fù)的設(shè)計(jì)研究。加工零件的孔洞時(shí)，每一個(gè)孔的加工要求都是不一樣的?？茖W(xué)檢測(cè)鉆頭在毛坯面上的切入狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆頭在進(jìn)行作業(yè)時(shí)是否出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，并且引導(dǎo)鉆頭的鉆套與切入面保持在規(guī)定的距離范圍內(nèi)。一般加工零件孔洞的鉆頭直徑都比較小，容易在加工作業(yè)時(shí)出現(xiàn)彎曲變形，使鉆孔的位置發(fā)生較大變化，所以最終零件加工的精度就會(huì)與實(shí)際要求產(chǎn)生較大誤差。針對(duì)這樣的情況，需要進(jìn)行對(duì)夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)改造。具體的加工為：在零件寬槽的位置增加一個(gè)鉆套，如圖2所示。根據(jù)圖2進(jìn)行合理的鉆套布置后，可以最大程度地提高其對(duì)鉆頭的引導(dǎo)精度，解決鉆頭在進(jìn)行零件孔洞加工時(shí)候的跑偏問(wèn)題，從而提高零件的工藝加工精度。

圖2在零件寬槽的位置增加一個(gè)鉆套的結(jié)構(gòu)示意圖

4夾具的定位原理及操作

一般在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)的時(shí)候，夾具必須采用一個(gè)大的平面與需要加工的搖臂零件的面接觸。這樣的加工措施方法直接限制了搖臂零件的運(yùn)行自由，并且同樣的問(wèn)題也出現(xiàn)在夾具采用短圓柱銷與搖臂零件特殊孔的配合和夾具采用一個(gè)支承釘與零件的配合。這樣的夾具設(shè)計(jì)不符合現(xiàn)在機(jī)械加工工藝技術(shù)的要求，需要進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的改造。例如，夾具車采用偏心輪夾緊，當(dāng)相關(guān)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心輪會(huì)帶動(dòng)壓板圍繞芯軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行夾具的工件壓緊，以在搖臂零件上用鉆頭鉆出相應(yīng)的孔洞；鉆孔工作結(jié)束后，松開(kāi)夾具的手柄，便能取出相關(guān)工件；最后利用鉗工手進(jìn)行工件尺寸的鉸正。

5零件加工精度的計(jì)算

（1）兩孔中心距尺寸精度計(jì)算。一樣情況下，零件的兩個(gè)主要孔之間有一定的公差要求，并且孔對(duì)工的一個(gè)面要保證一定的垂直度。所以，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮零件加工的定位誤差和導(dǎo)向誤差，并依據(jù)下列公式進(jìn)行精度計(jì)算。

其中，WK2為兩個(gè)孔中心距尺寸公差，其余具體表示的基本尺寸和公差如圖3所示。

（2）孔的位置精度計(jì)算。工件中具體孔有一定垂直度的要求，所以進(jìn)行工件孔洞加工時(shí)必須要進(jìn)行垂直度等位置精度的計(jì)算。計(jì)算公式如下：

其中，WK2為加工零件中孔的垂直度公差。

6結(jié)語(yǔ)

圖3　基本尺寸和公差示意圖

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，我國(guó)紡織機(jī)械和輕工機(jī)械對(duì)搖臂零件的加工工藝提出了更高要求。所以，要根據(jù)零件加工的實(shí)際情況，對(duì)零件加工中存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，針對(duì)具體的零件加工設(shè)計(jì)特殊孔加工的工藝夾具。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)鉆頭進(jìn)行鉆套結(jié)構(gòu)的技術(shù)支撐，以避免鉆頭跑偏，保證零件加工精度，提高機(jī)械的生產(chǎn)率。

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Machining Process and Fixture Design for Special Hole

DAI Zhijie，GAO Cailian，ZHANG Jixiong
（Changzhou Borui electric power automation equipment Co.，Ltd.，Changzhou 213025）

Along with the textile machinery and light industrial machinery to the mechanical parts processing technology requirements more and more high，in the special hole mechanical parts processing，must be designed to meet the requirements of the drilling jig.In this paper，through the analysis of fixture design ideas，to explore the fixture design process and structure，in order to ensure the accuracy of machining.

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