曲面零件鉆孔加工的夾具設(shè)計(jì)

張弘 鄭佳玉 張韶山 張滬生

摘 要：本文介紹了一種曲面零件孔加工的專用鉆床夾具。為了解決現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中曲面零件鉆孔加工過(guò)程復(fù)雜、效率低且誤差較大的問(wèn)題，采用限位槽與導(dǎo)向孔相配合，將待加工零件固定于特殊夾具之中的方法，利用底座與壓板之間的緊固配合，對(duì)曲面孔定位后進(jìn)行加工。經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)表明，該夾具定位準(zhǔn)確，穩(wěn)定性良好，此方法可廣泛應(yīng)用于鉗工領(lǐng)域曲面孔加工領(lǐng)域，具有很好的推廣意義。

關(guān)鍵詞：曲面零件 鉆孔加工 孔定位 夾具

中圖分類號(hào)：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（a）-0-02

Abstract：this paper introduces a special drill press jig for hole machining of curved parts. In order to solve the problem of complex， low efficiency and large error in the drilling process of curved surface parts in the actual production process， the method of fixing the parts to special clamps by limiting groove and guiding hole is adopted， and the fastening coordination between base and platen is used to process the curved face after positioning. The result of practice shows that the fixture is accurate and stable. This method can be widely used in the machining area of flexure face in the fitter field， which has good popularization significance.

Key words：curved surface parts； Drilling； Hole location； The fixture

在現(xiàn)有技術(shù)中，曲面零件孔加工在臺(tái)鉆上進(jìn)行，屬于鉗工領(lǐng)域。在加工過(guò)程中，有的零件孔較多且孔與孔之間有定位尺寸要求，這時(shí)就需要先在零件上面進(jìn)行人工劃線、打樣沖孔，最后進(jìn)行鉆孔加工。這些孔的機(jī)械加工勞動(dòng)量，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約占零件機(jī)械總加工勞動(dòng)總量的30%，尤其是加工有一定位置精度要求的孔系時(shí)，在通用設(shè)備上采用直接劃線找正的辦法加工，不僅生產(chǎn)效率低，而且容易在加工過(guò)程中打歪，導(dǎo)致孔變大，加工質(zhì)量不高，且因?yàn)榍媪慵y以進(jìn)行固定、劃線和加工，所以曲面零件孔加工的效率近年來(lái)被得到廣泛關(guān)注，而影響零件加工效率的直接因素是零件的夾緊以及曲面零件待加工孔的定位，所以曲面零件的夾緊和零件孔的定位尤為重要。鉆床夾具的使用有利于保證被加工孔之間的尺寸精度和位置精度，并可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率?，F(xiàn)有技術(shù)中，零件鉆孔加工前需進(jìn)行人工劃線、打樣沖孔來(lái)實(shí)現(xiàn)孔定位，最后進(jìn)行鉆孔加工，而人工定位時(shí)導(dǎo)向容易擺偏，起鉆時(shí)容易打歪，誤差較大，且過(guò)程繁瑣，效率較低。該文設(shè)計(jì)了一種針對(duì)此曲面零件鉆孔加工的夾具，夾具實(shí)現(xiàn)孔加工定位與導(dǎo)向，提高加工效率且成本較低?？梢詮V泛用于此類曲面零件孔加工。

1 曲面零件孔加工夾具設(shè)計(jì)方案

使用該夾具所加工的曲面零件為一種水下機(jī)器內(nèi)部配件零件。零件外輪廓形狀為曲面，且零件頂部有加強(qiáng)筋，在該零件上有許多不同用途的孔，該零件進(jìn)行鉆孔加工時(shí)需在鉆臺(tái)上進(jìn)行鉆孔加工。被加工孔的特點(diǎn)為保證被加工的孔大小相等和相互對(duì)稱，因此設(shè)置夾具輔助加工對(duì)滿足加工要求和提高生產(chǎn)效率是必要的。且此類多孔曲面零件在實(shí)際應(yīng)用中范圍廣泛，因此設(shè)計(jì)此類夾具并加以推廣，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中加工此類零件的困難。

基于上述存在的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)方案采用限位槽定位，緊固零件配合夾緊曲面零件，定位精準(zhǔn)，固定牢靠，分別考慮了定位誤差、夾具安裝誤差、夾具誤差、加工方法誤差以滿足加工精度。使加工效率大大提高；同時(shí)采用上壓板與夾具底座的導(dǎo)向孔相配合，省略了人工劃線、打樣沖孔的過(guò)程，且有導(dǎo)向打孔，不會(huì)打歪，不會(huì)導(dǎo)致孔變大，且操作簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)合理。

2 曲面零件孔加工夾具設(shè)計(jì)

2.1 定位方案

該文設(shè)計(jì)的曲面零件孔加工夾具采用限位槽與導(dǎo)向孔配合定位，由導(dǎo)向孔導(dǎo)向，夾具底座放置零件。由上壓板和限位槽配合進(jìn)行零件鉆孔導(dǎo)向，并且在上壓板與夾具底座分別設(shè)置導(dǎo)向孔，限位槽位于上壓板下地面中部。夾具底座用于放置零件，上壓板與夾具底座用于固定零件并進(jìn)行每一次加工工位的定位。其中，上壓板的下底面與曲面零件的上頂面形狀相適應(yīng)，夾具底座的上頂面與曲面零件的下底面形狀相適應(yīng)。上壓板設(shè)置限位槽，且限位槽形狀與曲面零件加強(qiáng)筋形狀相適應(yīng)，用于零件限位與孔加工定位。上壓板與夾具底座設(shè)置導(dǎo)向通孔的數(shù)量與零件孔數(shù)量相同。

2.2 夾緊方案

本設(shè)計(jì)是一個(gè)鉆床夾具，加工多個(gè)孔，由于鉆孔精度要求較高，需保證在每一工位的鉆孔加工過(guò)程中待加工零件保持不動(dòng)，且鉆床夾具應(yīng)用于多種場(chǎng)合，因此必須設(shè)計(jì)夾緊裝置。如圖2所示，在上壓板兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)通孔，并在夾具底座設(shè)置螺紋孔以固定上壓板與夾具底座，用于進(jìn)行零件固定與孔的定位。采用螺柱連接定位方法，方便拆卸，并可調(diào)整夾緊力度，防止零件在加工工程中產(chǎn)生松動(dòng)，影響孔加工精度。

3 夾具使用過(guò)程及其應(yīng)用分析

3.1 夾具使用過(guò)程

用夾具進(jìn)行鉆孔加工時(shí)，待加工曲面零件放置于夾具底座上，零件下底面與夾具底座上頂面相重合，上壓板上的限位槽與零件加強(qiáng)筋配合進(jìn)行每一工位的定位，用螺柱緊固上壓板與夾具底座完成一次加工工位的定位。將零件放置于鉆臺(tái)，導(dǎo)向孔對(duì)鉆頭導(dǎo)向進(jìn)行鉆孔加工。此鉆孔過(guò)程中不會(huì)將孔打歪，不會(huì)導(dǎo)致孔變大，且操作簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，固定牢靠。

3.2 夾具應(yīng)用分析

根據(jù)實(shí)際加工調(diào)研與市場(chǎng)需求調(diào)研，曲面孔加工用夾具可廣泛應(yīng)用于鉗工鉆孔加工領(lǐng)域。屬于機(jī)械加工領(lǐng)域。該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、實(shí)用性強(qiáng)、成本較低、可設(shè)計(jì)多種類曲面零件孔夾具以便更廣泛的鉆孔加工應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用夾具底座與限位槽配合定位，緊固零件配合夾緊曲面零件，采用上壓板與夾具底座的導(dǎo)向孔相配合進(jìn)行孔定位，在鉆孔過(guò)程中省略了人工劃線、打樣沖孔的過(guò)程，且有導(dǎo)向打孔，不會(huì)打歪，不會(huì)導(dǎo)致孔變大，且操作簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)合理?？蓮V泛應(yīng)用于此類零件孔加工使用。

4 結(jié)語(yǔ)

為滿足用于曲面零件鉆孔加工的特殊需要，設(shè)計(jì)了一種專用鉆床夾具。采用限位槽與導(dǎo)向孔配合定位，螺柱連接夾緊的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)此類夾具應(yīng)用進(jìn)行分析。結(jié)果表明，該夾具能在零件鉆孔過(guò)程中，省略人工劃線步驟并能保證孔的位置精度，且鉆通孔時(shí)不會(huì)將孔打歪，起鉆時(shí)不會(huì)擺偏導(dǎo)致孔變大。能滿足精度要求，同時(shí)該夾具使用時(shí)對(duì)工人技術(shù)水平要求也相對(duì)較低，使用方法合理，操作簡(jiǎn)單。該夾具可廣泛應(yīng)用于在實(shí)際加工應(yīng)用中具有很好的推廣價(jià)值，后續(xù)還將從夾具的通用性上進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

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