齒輪軸套的鉆夾具設(shè)計

摘 要：文章采用實際生產(chǎn)過程中的汽車齒輪軸套的具體實例，介紹鉆床夾具的設(shè)計要點，對不同鉆夾具的工作原理、操作使用方法、組成和結(jié)構(gòu)特點等方面進(jìn)行分析，以便于更好的提高零件的加工精度、生產(chǎn)效率、降低成本等，以滿足實際生產(chǎn)的需要。

關(guān)鍵詞：齒輪軸套；鉆削；夾具

中圖分類號：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0003-02

在機(jī)械加工過程中，機(jī)床夾具的合理使用對提高零件的加工精度、生產(chǎn)效率、降低成本和降低對工人技術(shù)水平的要求等多方面都起著重要的作用。依據(jù)使用的機(jī)床，機(jī)床夾具一般分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具等。本文重點針對于實際生產(chǎn)中的鉆床夾具，通過具體工程實例進(jìn)行分析。

鉆夾具主要包含固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模。固定式鉆模主要用于在立式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系；回轉(zhuǎn)式鉆模用于加工同一圓周上的平行孔系或分布在圓周上的徑向孔系，一般需要設(shè)置回轉(zhuǎn)分度裝置或與通用回轉(zhuǎn)臺配套使用；翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工小型工件分布在不同表面上的小孔，一般加工孔徑小于10 mm且夾具和工件的質(zhì)量不可太大；蓋板式鉆模常用于在大型工件上加工多個平行小孔；滑柱式鉆模是通用化及規(guī)格化的夾具，可簡化設(shè)計工作。

目前，隨著汽車工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，市場出現(xiàn)了很多以加工汽車零部件的生產(chǎn)廠家企業(yè)。目前市場上汽車配件的毛坯常采用粉末冶金加工方式，主要是由于粉末鍛造的毛坯具有尺寸精度高、質(zhì)量穩(wěn)定的特點，可保證生產(chǎn)時加工工序少，精加工余量少，生產(chǎn)成本低的要求。在加工孔時常需要用到鉆夾具，下面本文就聯(lián)系實際生產(chǎn)中的汽車配件孔加工時的鉆夾具進(jìn)行實例分析。

1 汽車齒輪軸的鉆夾具設(shè)計

1.1 零件特點及工藝分析

汽車配件—汽車齒輪軸如圖1所示，其毛坯是模數(shù)為1齒數(shù)為21的齒輪零件，為粉末冶金毛坯，毛坯精度較好。已經(jīng)完成φ6 mm的偏心圓柱面、直徑φ11 mm深15 mm的孔加工，要求加工距端面4.5±0.1 mm直徑φ3.5 mm、距端面10±0.1 mm直徑φ1.4 mm的兩孔。兩孔的精度要求并不高，由于零件較小，批量較大，分析加工面位置和裝夾情況，需采用相應(yīng)鉆夾具進(jìn)行裝夾與加工。

1.2 夾具結(jié)構(gòu)分析

φ3.5 mm孔加工的鉆模的裝配圖如圖2所示。該鉆夾具是由夾具體1、支撐板2、可調(diào)螺釘3、鎖緊螺釘4、固定塊5、鉆模板6、可換鉆套7等組成。加工時將夾具體1放置在鉆床上，將零件8裝入支撐板2中，可調(diào)螺釘與零件間在水平方向以端平面定位，通過鉆套7引導(dǎo)鉆頭加工φ3.5 mm孔，為避免可換鉆套7磨損，鉆套與鉆模板之間加一襯套，并用螺釘固定鉆套（圖中未顯示）。該夾具由于加工孔小，產(chǎn)生的切削力較小，未采用夾緊裝置，加工時可用手輕扶零件即可。

1.3 定位與導(dǎo)向元件分析

依據(jù)零件特點，該零件以φ8 mm不規(guī)則圓柱面、平面及零件端面進(jìn)行定位，限制了工件的6個自由度，屬完全定位，符合零件加工時定位的要求。該夾具設(shè)計方案采用孔φ3.5 mm的設(shè)計基準(zhǔn)（即零件左端面）為定位基準(zhǔn)，而不是使用齒輪端面作定位基準(zhǔn)，是為了保證定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，使定位時的基準(zhǔn)不重合誤差△B=0和定位誤差△D=0，能滿足4.5±0.1 mm的要求。

該夾具采用的是可換鉆套，以便大批量生產(chǎn)中，當(dāng)鉆套磨損后可進(jìn)行更換。

該零件的直徑φ1.4 mm孔加工時可調(diào)頭安裝，夾具設(shè)計方案可參考φ3.5 mm孔鉆夾具設(shè)計，在此不再一一贅述。

2 汽車齒輪套的鉆夾具設(shè)計

2.1 零件特點及工藝分析

汽車配件—汽車齒輪套如圖3所示。該零件是模數(shù)為1齒數(shù)為12的齒輪零件，粉末冶金毛坯，要求加工φ6.02 mm孔和兩2-φ4 mmH7垂直孔。根據(jù)零件特點，應(yīng)首先加工好兩2-φ4 mmH7垂直孔后再加工φ6.02 mm孔。從零件圖看出，兩垂直孔分布在圓周上，夾角為900±20 mm，距離端面4 mm，位置精度要求不高，保證孔H7精度應(yīng)先鉆孔再進(jìn)行鉸孔加工。經(jīng)上分析，加工兩垂直孔時應(yīng)設(shè)計鉆夾具，以方便加工，保證精度及生產(chǎn)效率。該零件具有尺寸小、重量輕、兩孔為圓周上的徑向孔系，兩垂直孔位置精度要求不高，考慮采用翻轉(zhuǎn)式鉆模較為方便經(jīng)濟(jì)。

2.2 夾具結(jié)構(gòu)分析

翻轉(zhuǎn)式鉆模的裝配圖如圖4所示。該鉆夾具是由夾具體1、內(nèi)六角螺釘3、快換鉆套4、鉆套螺釘5、鉆模板6組成。加工時將零件2裝入夾具體1中，內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊內(nèi)六角螺釘3。通過鉆套4引導(dǎo)，用φ3.9 mm合金鉆頭加工兩垂直孔，然后更換φ4 mm鉸刀及對應(yīng)鉆套，進(jìn)行鉸孔加工。由此完成兩垂直孔的鉆、鉸加工。加工結(jié)束后松開內(nèi)六角螺釘3取出工件，進(jìn)行下一件的加工。

2.3 定位、夾緊與導(dǎo)向元件分析

該零件以φ16 mm圓端面及φ16 mm圓柱面定位，限制了工件的5個自由度，屬于不完全定位。而未限制的繞軸線轉(zhuǎn)動的自由度并不需限制。從零件圖看出，兩垂直孔要求距離φ16 mm圓端面4 mm，該設(shè)計方案保證定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，使定位時的基準(zhǔn)不重合誤差△B=0和定位誤差△D=0。而兩孔的垂直度要求由夾具體的兩垂直面保證。

該零件尺寸小，重量輕，加工孔尺寸較小，需要的夾緊力小，該夾具通過內(nèi)六角螺釘3鎖緊工件，方便快捷。

加工兩垂直孔時，需要依次進(jìn)行鉆、鉸工步加工，該夾具采用了快換鉆套，以便迅速更換不同內(nèi)徑的鉆套，引導(dǎo)刀具相對于工件的正確位置進(jìn)行加工。更換鉆套時，不需擰松鉆套螺釘，只要將鉆套反轉(zhuǎn)過一定角度，使削邊對準(zhǔn)螺釘頭部即可取出，便于提高生產(chǎn)效率。快換鉆套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可查閱相關(guān)資料。

3 結(jié) 語

利用該專用夾具實際加工生產(chǎn)齒輪軸套零件，具有夾緊可靠、定位精度高、工件裝夾方便、產(chǎn)品加工合格率高、使用壽命長等特點。

從實際應(yīng)用效果來看，該夾具的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率，適用于大批量的生產(chǎn)，并且操作方便，能夠保證較高的加工精度。該加工方案合理適用，能夠滿足該零件的加工要求，具有使用和推廣價值。該工裝能夠保證加工的精度，適合批量生產(chǎn)，具有技術(shù)創(chuàng)新性。

綜上所述，設(shè)計鉆夾具時，應(yīng)根據(jù)零件的特點、加工精度要求、批量大小和經(jīng)濟(jì)成本等具體情況加以具體分析，進(jìn)行靈活設(shè)計。目前鉆夾具在工業(yè)生產(chǎn)已廣泛使用，選擇及設(shè)計更為合理的夾具顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王茂元.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2] 朱敏紅.偏心齒輪軸專用夾具設(shè)計[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2013，（6）.

[3] 連蘇寧.機(jī)械制造技術(shù)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2007.