徑向鉆孔裝置的設計與應用

□ 吳兆英 □ 徐立森 □ 王 鑫 □ 任冠武 □ 徐淑青

聊城新濼機械有限公司 山東聊城 252000

1 設計背景

圖紙要求工業機殼零件四個側面的夾角為90°,因為加工面有分度要求,工件質量和體積大,所以難以實現在普通鉆床上加工。

▲圖1 工業機殼結構

2 裝置結構

按照圖紙要求,工業機殼零件四個側面的夾角為90°,在每個側面上加工徑向M30和M16螺孔。為了能在普通鉆床上加工以上螺孔,筆者設計了一套帶有分度功能的徑向鉆孔裝置,通過裝置中傳動機構、分度機構、鉆模、夾緊機構的配合來完成加工,以滿足圖紙要求[1-2]。

2.1 傳動機構

傳動機構采用蝸桿、蝸輪傳動,實現分度。蝸桿、蝸輪具有自鎖性,蝸輪不會帶動蝸桿轉動,因此工業機殼零件不會因自身不平衡而產生旋轉,進而使分度操作安全。利用蝸桿、蝸輪嚙合的連續性及三角傳動帶的彈性，使傳動平穩。利用蝸桿、蝸輪及齒輪傳動,逐級降速[3-5],使分度慢速操作。傳動機構如圖2所示。圖2中，d為電動機帶輪直徑,D為大帶輪直徑，M為蝸輪蝸桿傳動比，Z1為小齒輪齒數，Z2為大齒輪齒數，V為電動機轉速。

分度盤轉速n為:

n=V·(d/D)·M·(Z1/Z2)

=910×70/180×1/100×54/72=2.6 r/min

此傳動機構的優點為分度慢速、平穩、安全。

▲圖2 傳動機構

2.2 分度機構

分度盤上設計四個成90°夾角的分度盤襯套,在夾具體上設計夾具體襯套。當分度盤轉到預定位置后,插銷插入夾具體襯套及分度盤襯套孔內，完成分度要求[6-8]。拔出插銷，重復以上步驟，可進行下一個工位的操作。分度機構如圖3所示。

▲圖3 分度機構

2.3 鉆模

因為工業機殼零件四個側面的加工螺孔完全相同,所以設計一種鉆模。鉆模上有鉆套，用于加工螺孔。鉆模如圖4所示。

▲圖4 鉆模

2.4 夾緊機構

夾緊機構如圖5所示。因為工業機殼零件尺寸較大,所以在夾具體上進行定位、夾緊比較復雜煩瑣。為了解決以上問題,采取了如下裝夾方案[9]。

(1) 定位盤和工業機殼零件裝夾。用后定位盤、前定位分度盤與工業機殼零件φ785 mm端面孔和φ20 mm銷孔進行定位,利用機殼端面M24螺孔進行緊固。

(2) 定位盤和夾具體裝夾。在前后定位盤上設計方形塊,在夾具體上設計直角槽,將方形塊放入直角槽內進行定位,然后通過壓緊塊基于螺栓和夾具體進行緊固[10-11]。

(3) 分度。在前定位分度盤上設計大齒輪,大齒輪和傳動系統小齒輪進行嚙合，完成分度。

(4) 鉆模裝夾。在前定位分度盤、后定位盤上設計螺孔,在鉆模的一端設計圓形銷孔,利用定位銷螺栓將鉆模和前定位分度盤、后定位盤緊固。為了防止鉆模圓形銷孔與前定位分度盤、后定位盤在長度方向上產生干涉，無法緊固,將鉆模的另一端設計為U形槽。

▲圖5 夾緊機構

3 操作步驟

對傳動機構、分度機構、鉆模、夾緊機構等部件進行組裝，構成具有分度功能的徑向鉆孔裝置[12],如圖6所示。

操作步驟如下：① 將后定位盤、前定位分度盤安裝在工業機殼零件上，由工業機殼φ785 mm端面孔、φ20 mm銷孔進行定位,8-M24螺孔緊固；② 將工業機殼零件安裝在夾具體上，將方形塊放置在夾具體直角槽內,使前定位分度盤上的大齒輪和傳動機構的小齒輪嚙合在一起；③ 壓上壓緊塊，利用螺栓進行緊固；④ 起動電動機,工業機殼零件慢速旋轉,待前定位分度盤到達分度位置時，關閉電動機，插入分度插銷,使工業機殼零件加工面朝上；⑤ 安裝鉆模,利用定位銷螺栓將鉆模和前定位分度盤、后定位盤連接在一起，并緊固；⑥ 鉆M30、M16螺孔底孔;⑦ 卸下鉆模,攻M30、M16螺孔；⑧ 重復以上步驟繼續分度,安裝鉆模加工其余各側面螺孔；⑨ 卸下壓緊塊,將工業機殼零件吊出放置在定置區域內,拆下定位盤。

▲圖6 徑向鉆孔裝置

4 結束語

筆者設計了徑向鉆孔裝置，利用蝸桿、蝸輪的結構特性和齒輪傳動機構,將鉆模和其它傳動機構有機結合在一起,解決了鉆床圓周分度徑向角度鉆孔的問題。實踐證明,這一裝置操作簡便，省力,效率高,效果好，適用于機殼類大件的生產,滿足圖紙要求。增加前定位分度盤的分度度數，可加工其它徑向度數的孔及螺孔,進而拓展加工工藝范圍。