圓弧面鉆孔裝置的設計

侯學元，劉洪建，李艷茹，王燕蘭

內蒙古科技大學工程訓練中心（創新創業教育學院） 內蒙古包頭 014010

1 序言

鉆孔是機械行業中最常見的工序之一，一些機械部件經常需要在弧面上鉆孔，弧面上鉆孔通常用于部件之間的連接安裝，因此，孔的邊距及孔距尺寸技術參數要求較高。在弧面上鉆孔，由于切削力不均勻，孔中心易發生漂移，造成位置誤差較大，精度很難保證[1，2]。

本文以某機械制造企業生產的鼓式制動器制動蹄鐵圓弧面上孔加工為例，設計一種在圓弧面上鉆孔的裝置，在普通搖臂鉆床上完成零件的批量生產，解決該企業沒有數控多軸設備的現狀，同時也解決弧面上鉆孔難的實際技術問題。

2 零件加工工藝和難點分析

鼓式制動器廣泛應用于各類礦用汽車中，其主要部件制動蹄鐵為制造的關鍵零件。制動蹄鐵零件為框架圓弧類零件，材料為鑄鋼。如圖1所示，零件的18個孔分布在制動蹄鐵的圓弧面上。其工藝難點在于圓弧面上的孔加工，且各孔的位置度公差要求嚴格。

加工此類零件，通常采取的加工工藝方案有三種[3]：一是劃線加工，具體工藝流程為劃線（劃出孔的位置）→打樣沖→鉆孔。但是由于零件鉆孔位置為圓弧面，劃線難以保證孔的加工位置精度，零件質量難以保證。二是利用先進加工設備——多軸數控機床加工，這種方法簡單，容易操作。對生產企業設備要求高，必須是擁有多軸數控設備的企業才能實現此類零件的加工，這制約了一些小中型企業的發展。三是自制工裝夾具，進行工藝創新，利用簡易工裝夾具，在普通搖臂鉆床上加工。這種方法不但成本低廉，加工快速，而且能很好地保證加工精度，是比較好的選擇。

3 工裝夾具設計

根據對制動蹄鐵零件的加工工藝分析，以及企業現狀，設計了一種制動蹄鐵圓弧面鉆孔裝置，如圖2所示，將零件固定在夾具體上，夾具體與分度裝置固定連接，分度裝置固定在軸上，軸的兩端分別安裝有軸承，通過端蓋與工裝的側板連接，軸的一端安裝有用于旋轉的手輪。通過轉動手柄將夾具體進行旋轉。

圖2 制動蹄鐵圓弧面鉆孔裝置

夾具體如圖3所示，蹄鐵以已加工過的兩個孔、一個側面和底面進行定位，通過帶螺紋的定位銷進行緊固，完成零件的定位裝夾。

圖3 夾具體

根據零件蹄鐵圓弧面上孔的尺寸要求，設計分度裝置，如圖4所示，分度裝置包括支撐塊，支撐塊上設置固定銷，固定銷上設置腳踏桿，腳踏桿上設置定位銷，腳踏桿通過彈簧與支撐塊連接。與零件支撐架固定連接的分度板制作成部分齒，齒的角度尺寸和制動蹄鐵零件圓弧面上孔的分布角度一致，當踩下腳踏桿時，定位銷（與腳踏桿固定在一起）與分度板脫開，分度板通過扳動手輪可以轉到下一齒，這時松開腳踏桿，腳踏桿在彈簧的作用下會自動彈起，定位銷端頭的齒和分度板上的齒嚙合，完成分度板的固定，開始加工該角度圓弧面上的一排3個孔，依此類推，直到加工完所有孔。這樣就實現了零件一次裝夾，完成6排共18個孔的加工。

圖4 分度裝置

4 結束語

本文設計的蹄鐵圓弧面上孔加工的工裝夾具，經生產驗證，具有結構合理、操作簡單及運行平穩的特點，加工出的零件符合圖樣尺寸要求。同時工裝夾具維護方便，有利于大批量生產，經濟效益好，為一些小中型企業的發展提供類似零件的加工思路。