一種高精度自動夾緊鉆孔模的設(shè)計研究

王映東

（貴州航太精密制造有限公司，貴州 遵義　563000）

一種高精度自動夾緊鉆孔模的設(shè)計研究

王映東

（貴州航太精密制造有限公司，貴州 遵義563000）

文章介紹了一種通用性強、定位精度高、具有自動夾緊功能、可靠性高的鉆孔模。

鉆孔模；鉆孔機；自動夾緊

1　概述

在航空標準件中，有很多螺栓（釘）類標準件，需在頭部或桿部鉆各種直徑的小孔（如圖1、圖2所示）。由于標準件均是以直徑為基本尺寸，以長度為系列尺寸進行選用，因此，對于各種規(guī)格的螺栓或螺釘，就需要設(shè)計不同的鉆孔工裝。目前貴州航太精密制造有限公司最常用的簡易鉆孔工裝型式如圖3所示，該工裝因無夾緊機構(gòu)，存在如下問題：①鉆孔時易出現(xiàn)尺寸波動；②進出口尺寸L1偏差大；③加工的孔的對稱性差，會導致零件的強度出現(xiàn)較大的降低；④通用性差，不便于生產(chǎn)管理。

圖1　圓柱頭螺釘

圖2　六角頭螺釘

圖3　鉆孔工裝型

2　鉆孔模的設(shè)計方案

如何設(shè)計出一種可靠性高且通用性好的鉆孔夾具，是必須首先要解決的問題。為解決這一問題，查閱了大量的相關(guān)設(shè)計資料，認為采用沖壓加工中的導柱式切邊模的結(jié)構(gòu)，然后進行適當?shù)膬?yōu)化設(shè)計，就能很好地解決上述問題。在該結(jié)構(gòu)的切邊模中，為了保證產(chǎn)品切邊后斷面的毛刺小，就必須使凸、凹模刃口周邊之間的配合間隙保證一致，而這一功能是通過模具上模座的導套與下模座上的導柱通過小間隙配合，來實現(xiàn)在大量重復沖切的過程中，除了刃口的磨損外，其配合間隙始終保證不變，即該結(jié)構(gòu)具有較高的重復定位精度。根據(jù)這一原理，設(shè)計出了圖4所示的鉆孔模。

圖4　鉆孔模

3　鉆孔模的具體實施方式

（1）結(jié)構(gòu)型式。采用中間導柱模架，雙側(cè)拉簧、凸輪及頂桿對稱布置結(jié)構(gòu)型式。

（2）功能實現(xiàn)。①夾緊及松開功用的實現(xiàn)：通過雙側(cè)對稱布置的拉簧的作用力實現(xiàn)自動夾緊；需要松開時，由手柄帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，通過與雙側(cè)對稱布置的凸輪及用六角頭螺栓改制成的頂桿共同作用，實現(xiàn)零件的松開。②通用性的實現(xiàn)：通過更換鉆模板、鉆套及調(diào)節(jié)定位釘，可實現(xiàn)不同規(guī)格不同孔徑、相同規(guī)格不同長度鉆孔的要求。③重復定位精度的實現(xiàn)：通過導柱與上模板之間的小間隙配合，實現(xiàn)上模板沿導柱上、下移動，其精度取決于導柱與上模板孔之間的配合隙。

（3）原材料的選擇及熱處理控制。為了保證該夾具的可靠性，對裝置中關(guān)鍵零件的原材料及所要達到的各項性能指標，均作了具體的要求。①導柱采用GCr15材料，熱處理達到60～64HRC，主要是為了提高耐磨性。②鉆模板采用45#材料，熱處理達到40～45HRC。③凸輪、轉(zhuǎn)軸、鉆套采用60Si2MnA材料，熱處理達到52～56HRC。

（4）加工控制。①為了保證各零件裝配后能滿足設(shè)計規(guī)定要求，對裝置中的關(guān)鍵零件部件如上、下模板的加工，采用高精度數(shù)控銑床來完成；②導柱尺寸精度控制則采取與上模板的孔進行配磨加工后保證配合間隙；③鉆模板的加工：采用磨床磨成六面體，尺寸精度高，然后按需可加工成不同規(guī)格的孔。

4　結(jié)語

綜上所述，通過借鑒沖壓切邊模的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計出了一種采用中間導柱模架，雙側(cè)拉簧、凸輪及頂桿對稱布置結(jié)構(gòu)型式的鉆孔模，實現(xiàn)了通用性好，定位精度高，加工尺寸穩(wěn)定，具有自動夾緊功能。該鉆孔模在生產(chǎn)使用中，解決了常規(guī)鉆孔模出現(xiàn)的質(zhì)量問題，效果很好。

［1］王孝培.沖壓手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1990.

［2］陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)［M］.北京：北京工業(yè)出版社，1991.

Research on Design of a High Precision Automatic Clamping Drilling Mold

WANG Ying-dong
（Guizhou Aerospace Precision Manufacturing Co.，LTD.，Zunyi，Guizhou 563000，China）

The article introduces a kind of drilling mode with strong commonality，high positioning accuracy，functions of automatic clamping and high reliability.

drilling mode；drilling machine；automatic clamp

TG52

A

2095-980X（2016）07-0077-01

2016-06-24

王映東（1975-），男，貴州遵義人，大學本科，工程師，主要研究方向：產(chǎn)品的設(shè)計及其實現(xiàn)過程的工藝性研究，產(chǎn)品的性能檢測與質(zhì)量控制，產(chǎn)品生產(chǎn)服務優(yōu)化及工藝裝備的設(shè)計等。