汽車銷軸鉆削夾具的設計

□ 顏 斌 □ 辛瑩瑩

泰安航天特種車有限公司 山東泰安 271000

1 設計背景

在機械加工中,鉆孔是經常用到的加工方式。當零件數量少,孔精度要求不高時,可通過劃線直接進行鉆孔。當零件數量多,孔精度要求比較高時,需要制作鉆孔工裝來輔助定位鉆孔,這樣可以提高效率,降低成本,實現零件的大批量生產。

筆者公司汽車懸架系統所使用的上下橫臂銷軸需要進行孔加工,精度要求高,如果使用普通V形塊、壓板夾緊零件進行鉆孔,那么無法滿足加工精度的要求。在充分考慮夾緊力、夾緊方向、夾緊位置、夾緊方法、變形、排屑等的情況下,設計了一套汽車銷軸鉆孔鉆削夾具。

2 難點分析

上下橫臂銷軸如圖1所示。銷軸一端連接車架上的擺臂支架,一端連接擺臂,擺臂圍繞銷軸進行轉動。銷軸前端φ7 mm孔安裝銷子,進行固定。

▲圖1 上下橫臂銷軸

分析上下橫臂銷軸的鉆孔結構,進行鉆孔加工具有以下難點:

(1) 上下橫臂銷軸上φ7 mm孔比較小,需要在螺紋軸上進行鉆孔,鉆孔時鉆頭容易跑偏,不易保證加工精度;

(2) 上下橫臂銷軸除φ7 mm孔外,其余表面已加工,φ7 mm孔中心至右端面邊的距離為10±0.05 mm,精度要求較高;

(3) 上下橫臂銷軸的材料為20CrMnTi不銹鋼,屬于難切削材料,會導致刀具磨損嚴重。

3 夾具結構

汽車銷軸鉆削夾具用于上下橫臂銷軸φ7 mm孔的鉆削加工,根據精度要求,加之鉆孔屬于單工步工序,采用固定鉆套,夾具在設計制造時應注意安裝位置的平穩性及切屑的排出問題。鉆孔工序之前已加工完上下橫臂銷軸各端面及外圓,為鉆孔提供了定位基準?；诖?根據加工要求確定定位方案為完全定位。由于是小批量生產,因此夾具結構力求簡單,夾具應易于制造,方便操作。

對于定位方案,上下橫臂銷軸所有端面及外圓部分均已加工達到要求,為定位基準的選擇提供了有利的條件,可以使用M36×3外端面及φ50f8 mm外圓進行定位。

鉆套高度要適中,過低則導引性能差,過高會增加磨損。鉆套安裝在夾具上后,鉆套底部與銷軸加工表面應有適當的排屑間隙,以利于排屑。鉆套的結構可從JB/T 8045.3—1999《機床夾具零件及部件 快換鉆套》中選取。

夾具的鉆模板采用固定式鉆模板,使用時可用平口鉗將其夾緊。

鉆套與鉆模孔采用H7/p6公差配合方式。

上下橫臂銷軸旋出部分采用V形塊進行支撐。

所設計的汽車銷軸鉆削夾具由鉆模焊盒、壓板、φ7 mm鉆套、M16螺母、M16雙頭螺柱、M6×30 mm六角螺栓、頂板組成,如圖2所示。

▲圖2 汽車銷軸鉆削夾具結構

4 夾具安裝使用

汽車銷軸鉆削夾具裝配時,使用M6×30 mm六角螺栓將頂板安裝到鉆模焊盒上,V形塊焊接在底板上,將φ7 mm鉆套壓入鉆?？偝?。

夾具使用時,將上下橫臂銷軸φ50f8 mm外圓部分插入工裝,使上下橫臂銷軸前端面頂至前端的頂板上,控制軸向運動,用壓板螺母進行固定,對上下橫臂銷軸進行鉆孔加工。若在多次裝夾后發現鉆套發生變形或磨損量較大,則可及時更換鉆套。

由于是鉆削加工,因此在鉆模焊盒上鉆有φ20 mm排屑槽孔,從而避免鉆頭卡死及排屑不方便的情況。

夾具存放時,接觸表面涂防銹油,其余非接觸面可做涂漆處理。

5 結束語

筆者通過對汽車上下橫臂銷軸鉆孔加工的調研,結合常用零件加工裝夾方法,設計了汽車銷軸鉆削夾具,特點是結構簡單、操作方便、通用性強。使用汽車銷軸鉆削夾具,在批量化生產中,將上下橫臂銷軸插入夾具定位,使用壓板壓緊,可以大大縮短輔助時間。在鉆套磨損時,可快速更換鉆套。經使用驗證,使用汽車銷軸鉆削夾具進行鉆孔加工的上下橫臂銷軸,精度大大提高,為企業帶來很好的經濟效益,在生產中具有實用價值。