三爪卡盤夾頭鑰匙圓柱面橫孔加工鉆模設計與制作

摘要：本文主要解決三爪卡盤夾頭鑰匙圓柱面橫孔加工這一難題。目的是提高加工效率，節省加工成本。通過分析產品技術要求，初定加工方案。經過幾套加工方案的理論與實踐比較，找出最合適的加工工藝，設計制作出專用夾具，解決企業難題。

關鍵詞：夾頭鑰匙 圓柱面 橫孔加工 加工工藝

本項目來源于衢州市培能機械廠。具體是三爪卡盤夾頭鑰匙圓柱面橫孔加工。圓柱面上打通孔比較難加工，用鉆頭鉆孔不好定位，容易鉆偏，很容易折斷刀具；在銑床上加工工序多，成本高。需要組織師生解決該難題。由于零件加工精度要求不是很高，筆者學校師生主要從提高加工效率，節省加工成本的方向考慮，最后解決問題的難點—設計制作出圓柱面鉆孔加工專用鉆模。具體加工產品見圖1，產品裝配圖見圖2。

一、研究過程

1.機械產品工藝分析

本產品鉆通孔時，要求孔的中心與圓柱的軸心線有位置精度要求，并且孔與夾頭鑰匙端面有位置精度要求。孔要與加力桿配合，有形狀和尺寸精度要求。

2.加工工藝方案確定

由于夾頭鑰匙有圓柱面，要在圓柱面上直接打通孔，有一定難度。為達到高效，節省加工成本的目的，筆者學校組成課題攻關小組，設計了幾套工藝方案，最終確定一套方案進行加工。具體如下：

方案一：用電腐蝕加工方法。用銅棒在車床上加工出和孔一樣大小的圓柱形電極。在電火花成形機上，直接利用電腐蝕在圓柱面上加工通孔（本工藝能加工出符合要求的零件，但加工效率低，成本相對比較高）。

方案二：用激光打孔（本工藝對于加工孔深比較深的孔，難度高，效率低，成本高）。

方案三：用銑床加工。借助立銑刀在圓柱面進行預加工，加工出小平面，防止鉆孔時發生偏移或引偏。再換鉆頭，鉆孔加工（本工藝不容易裝夾對刀，加工效率不高）。

方案四：用鉆床直接加工。利用鉆模直接裝夾定位，只需要用普通的搖臂鉆床就可以加工（本工藝難點在于設計出專用鉆模。只要設計出專用鉆模，就可以在保證質量的基礎上，提高加工效率，節省加工成本）。

通過分析和比較，最后確定用第四套工藝方案。

3.鉆模設計制作

該方案的難點在于專用夾具設計與制作。針對產品要求設計制作出三爪卡盤夾頭鑰匙圓柱面橫孔加工鉆模，最終在保證產品質量的基礎上，提高加工效率，降低成本。

組織學生學習現代機床夾具設計教材，分析零件特點，通過書中典型夾具實例，尋找思路，反復試驗，最后成形。夾具圖見圖3。

4.試驗分析

制作出專用夾具后，我們用了10個半成品，進行試驗。發現每個成品橫孔位置精度和形狀精度均能達到要求。而且加工效率高，生產成本低，達到批量生產的要求。經企業技術人員論證，給予采納。以下是夾具試驗過程，見圖4、圖5。

二、成果形式

設計制作出三爪卡盤夾頭鑰匙等圓柱面上通孔加工鉆模，解決企業產品加工難題。夾具圖見圖6。

三、作品介紹

1.專用夾具材料和結構

鉆套材料用碳素工具鋼T10（淬火硬度為HRC58～62）或者合金工具鋼Cr12（淬火硬度為HRC60～65），鉆具體材料是45號鋼（調質HB280～320），8.8強度的螺釘。專用夾具結構簡單，由鉆套、鉆具體和兩個夾緊定位螺釘組成。

2.工作原理

鉆套引導鉆頭進行加工，不容易折斷鉆頭或鉆偏孔位。兩固定螺釘防止工件打滑。鉆套對面的孔用于鉆通孔排屑。夾具體圓柱面上做出四個平面，其中安裝螺釘的兩個平面，用于平口鉗的夾緊。另兩個平面便于鉆套孔和排屑孔的加工。整個鉆模有利于保證被加工孔對定位基準的尺寸精度和位置精度。

四、效果

第一，企業使用了這套鉆模，只需要在搖臂鉆床就能加工這類產品，工藝簡單設備使用費用低；對操作人員的技術水平要求不高，可以節省人工成本。

第二，該夾具的材料普通，設計制作成本低，整個產品加工過程、定位和夾緊都容易，能保證產品的質量，提高生產效率。

第三，教師在指導學生方面，能與時俱進，促使教師不斷學習，充實新知識。

第四，通過共同完成該項目，也培養了學生的團隊合作精神。

本文為浙江省“企業出題，學校選題，教師析題，學生破題”創新比賽成果。

（作者單位：衢州市技師學院）