斜孔加工的夾具設(shè)計(jì)

漢川數(shù)控機(jī)床股份公司（陜西 漢中 723003）張?chǎng)萝?/p>

平面上的斜孔有兩種情況：①在斜面上鉆孔。②在平面上鉆斜孔。它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即孔的中心與鉆孔端面不垂直。這在沒(méi)有工裝保證的情況下，就成了較困難的問(wèn)題。

一、斜孔加工存在的主要問(wèn)題

（1）鉆頭開(kāi)始接觸工件時(shí)，單面受力，作用在鉆頭切削刃上的徑向力必然會(huì)把鉆頭推向一邊，致使鉆頭偏斜、滑移而鉆不進(jìn)工件。

（2）鉆孔中心容易滑離所要求的位置，鉆出的孔難以保證要求。

（3）孔口往往被刮爛，破壞了孔端面的平整。

（4）鉆頭容易崩刃或折斷。

鉆斜孔常用的方法有以下幾種：①將鉆頭回轉(zhuǎn)中心與工件鉆孔中心校正。②在不改變工件位置的前提下，用校沖在鉆孔中心再打一個(gè)較大的中心眼。③在鉆孔位置上用鏨子鏨出一個(gè)小平面（定心窩），使鉆頭的切削刃不受斜面的影響而滑離原位置，然后鉆孔。

以上采用的加工方法，嚴(yán)重制約工件的批量化生產(chǎn)，產(chǎn)品的一致性很差。在機(jī)床上設(shè)計(jì)合理的夾具，就會(huì)改變這種生產(chǎn)方式，提高加工效率。

二、夾具設(shè)計(jì)

1.斜面上鉆孔夾具

以圖1所示零件為例，設(shè)計(jì)立式加工中心機(jī)床使用夾具。

圖1

（1）零件分析 該零件斜面與端面夾角為10°，斜面上均布5個(gè)φ16mm的孔，孔的中心線與斜面垂直。原加工方式：采用鉆床，在分度頭上安裝三爪夾頭，每次夾緊一件產(chǎn)品，鉆一個(gè)孔后，旋轉(zhuǎn)分度頭，再加工下一孔。一次鉆孔不能達(dá)到產(chǎn)品要求，還必須通過(guò)鉆孔后再鉸孔才能完成。

根據(jù)加工中心的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)成多工位夾具，一次安裝八個(gè)零件，同一個(gè)位置的孔加工結(jié)束后，再加工下一個(gè)孔，滿足批量生產(chǎn)及零件一致性的要求，如圖2所示。

圖 2

（2）零件安裝及定位設(shè)計(jì) 根據(jù)這種零件的特點(diǎn)，單個(gè)零件安裝采用筒夾裝夾，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，筒夾與旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)各孔的位置要求，零件安裝在軸套內(nèi)，用彈性筒夾夾緊，如圖3和圖4所示。

圖4

單個(gè)總成安裝在底板上，底板上安裝耐磨軸套與旋轉(zhuǎn)軸配合，使旋轉(zhuǎn)軸可手動(dòng)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)定位盤(pán)隨同旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)彈性定位銷(xiāo)（插銷(xiāo)式結(jié)構(gòu)），與定位盤(pán)孔聯(lián)接，可實(shí)現(xiàn)不同孔位的加工要求。

（3）夾具總體設(shè)計(jì)：夾具的底板上，裝有8個(gè)裝夾總成，可同時(shí)安裝8個(gè)零件，零件通過(guò)筒夾裝夾并保證可靠的夾持力，單個(gè)總成是通過(guò)凸輪旋轉(zhuǎn)壓緊到底板上，如圖5所示。

加工時(shí)，底板與底座的夾角旋轉(zhuǎn)成零件的角度，（該角度可以通過(guò)插銷(xiāo)來(lái)調(diào)整，滿足不同零件的要求。加工的位置與工作臺(tái)平行，通過(guò)數(shù)控編程加工8個(gè)零件的同位置的孔。加工下個(gè)孔時(shí)，凸輪旋轉(zhuǎn)松開(kāi)，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，到下個(gè)加工位置，自動(dòng)定位，凸輪鎖緊，完成下個(gè)孔的加工，如圖6所示。

圖5

圖 6

2.平面上鉆斜孔夾具

在平面上鉆斜孔有兩種情況，一種是孔沿著基準(zhǔn)面傾斜，這種孔的加工方式與上面介紹的斜面上加工方式相同。另一種是孔的傾斜中心線與基準(zhǔn)面有角度，這種孔加工難度大，需要用夾具來(lái)保證，如圖7所示。

圖7

上述零件上有一個(gè)φ5mm的孔，與上表面的夾角45°，與垂直方向的夾角33°41'，是一個(gè)空間角度。這種零件用機(jī)床直接加工比較困難，要通過(guò)夾具來(lái)解決加工問(wèn)題，考慮到工件的重量較重，工件在夾具上裝夾要安全方便。

夾具考慮如下方案：在安裝時(shí)，安裝平面為水平狀態(tài)，產(chǎn)品只需旋轉(zhuǎn)一個(gè)方向，就可以水平裝入，安裝后，通氣，氣缸活塞桿向后收縮，產(chǎn)品定位板通過(guò)固定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到固定角度塊位置時(shí)，氣缸還有收縮余量，此時(shí)氣缸把產(chǎn)品定位板施加力并壓緊定位板，此時(shí)就可以加工產(chǎn)品。 工件加工完后，氣缸伸出，把安裝板頂平，平著就可以吊出產(chǎn)品（見(jiàn)圖8）。

圖8

第一步，工件安裝時(shí)，產(chǎn)品安裝導(dǎo)向塊用來(lái)限定孔與垂直方向的夾角33°41'，工件安裝后，這個(gè)角度面與產(chǎn)品的定位板旋轉(zhuǎn)方向一致，工件在定位板上呈斜向裝夾。圖9為工件安裝狀態(tài)。

圖9

第二步，工件加工時(shí)，產(chǎn)品定位板在氣缸的作用下，向下轉(zhuǎn)45°，這時(shí)要加工的孔與機(jī)床的主軸平行，可進(jìn)行加工，如圖10所示。

圖10

通過(guò)以上論述，使用夾具來(lái)滿足斜孔的加工要求，可以保證加工精度及批量生產(chǎn)的要求，使這類(lèi)零件的加工變得直接和簡(jiǎn)單，也讓工人的操作變得容易和安全。