一種柱塞套鉆鉸孔加工裝置的設計與應用

摘要：在機械加工中，加工工藝和工裝的選擇直接影響到切削機床生產效率的高低和加工質量的好壞，進而影響到企業的生產技術水平和經濟效益。通過在鉆床上使用柱塞套鉆鉸孔加工裝置完成產品的全部孔加工工序，不但替代了原先要靠數控銑或加工中心等高端設備才能完成的加工工序，而且降低了對操作員工的技能要求，刀具損耗大大降低，加工效率比原先工藝方法提高了一倍，廢品率大大降低，對提高企業產品加工質量和生產效率有顯著的指導意義。

關鍵詞：柱塞套;鉆鉸孔;裝置;設計

0 ?引言

柱塞套作為一種在圓周上按照不同長度和角度要求分布孔的產品，其有較高的尺寸和位置公差要求，在圓柱面上鉆孔，鉆頭的切削不均勻，容易造成孔鉆偏，要先用中心鉆鉆孔定位，工序較復雜，要多次換刀具，使得多個孔的位置公差難以保證，加工操作難度大，柱塞套的加工質量、加工效率及工件加工合格率得不到有效保證。

目前，多使用分度頭實現對柱塞套的分度鉆孔，存在操作復雜、加工效率低的缺陷，且柱塞套內孔和外圓柱面在車床的加工過程中同心度要求較高，這就要求在鉆孔的過程中，考慮到基準的統一，在后續的鉸孔等加工過程中，很難保證加工的同心，帶來了較大的加工誤差，而采用加工中心等高端設備加工，不但占用設備，加工調試等對操作人員的要求也很高。

因此，開發一種柱塞套鉆鉸孔定位裝置（如圖1所示）及加工方法，不但具有迫切的研究價值，也具有良好的經濟效益和工業應用潛力，這正是本發明設計得以完成的動力所在和基礎。

具體而言，柱塞套鉆鉸孔裝置所要解決的技術問題是：提供一種柱塞套鉆鉸孔裝置及加工方法，以解決柱塞套鉆鉸孔加工過程中難以確保加工基準統一，工件同心度及孔的位置公差難以保證的問題，進而影響柱塞套的加工質量、加工效率及產品合格率的技術問題。該裝置的構成1-底板;101-第二定位孔;102-第一滑槽;2-滑動定位板;201-校正孔;202-第一定位孔;203-第二滑槽;204-插裝孔;3-固定支撐板;4-第一頂尖;401-分度孔;402-止轉定位孔;5-定位套;501-分度定位孔;6-滑動支撐板;601-卡裝缺口;602-第一橫梁定位孔;7-第二頂尖;8-定位橫梁;801-正位孔;802-第二橫梁定位孔;803-橫梁缺口;9-定位板定位銷;10-分度定位銷;11-橫梁定位銷;12-滑鍵;13-滑動導向板;14-夾緊底座;15-螺桿;16-限定圈;17-調節手柄;1701-安裝部;18-鉸接軸;19-止轉定位銷;20-第一安裝螺栓;21-第二安裝螺栓;22-柱塞套。

1 ?柱塞套鉆鉸孔裝置的技術方案

該裝置創造性的運用了旋轉分度、雙頂尖裝夾的方法，使中心鉆孔定位、鉆孔、鉸孔等在不同加工工序執行過程中，保證了孔加工的同心，減小了加工誤差的出現。孔的加工精度主要由加工工裝來保證，采用雙頂尖結構裝夾工件，符合基準統一原理，保證了滾筒內孔和外圓柱面內外基準統一，克服了操作員工技能水平對加工工件的影響。

柱塞套鉆鉸孔定位裝置，包括用以固定安裝于鉆床工作臺面上的底板，底板上滑動安裝有滑動定位板，滑動定位板上開設有校正孔，校正孔位于滑動定位板的中心線上居中位置，用于該裝置放到鉆床工作臺面對中用;滑動定位板上還均勻開設有若干定位孔，定位銷于底板上限位固定;定位板的一端固定安裝有固定支撐板，固定支撐板上轉動安裝有頂尖，頂尖通過分度孔和分度定位孔、分度定位銷實現轉動限位，滑動支撐板滑動并定位調節機構;滑動定位板通過滑槽和滑鍵于底板上滑動安裝。調節機構包括夾緊底座、螺桿、止轉螺母、推力軸承和限定圈，夾緊底座固定安裝于滑動定位板上。

2 ?柱塞套鉆鉸孔定位裝置及加工方法

2.1 校正并安裝柱塞套鉆鉸孔定位裝置

將該定位裝置放置到鉆床工作臺面上，將定位板定位銷插裝到中間位置的第一定位孔和第二定位孔內，將鉆床的鉆頭夾持？覫10檢測棒，調整底板，使得？覫10檢測棒對準校正孔，用壓板將底板固定安裝到鉆床工作臺面上。

2.2 工件柱塞套安裝

將分度定位銷貫穿分度定位孔插裝到分度孔內，將止轉定位銷貫穿止轉定位孔插裝到插裝孔內，轉動調節手柄，將柱塞套夾持于第一頂尖跟第二頂尖之間，并鎖緊螺桿。

2.3 鉆？覫3中心孔

用？覫3中心鉆在柱塞套上鉆中心孔①，抽出定位板定位銷，移動滑動定位板至下一個第一定位孔與第二定位孔對齊，插入定位板定位銷，在柱塞套上鉆中心孔②，逐一完成一排中心孔的鉆孔加工，鉆完一排中心孔后，抽出分度定位銷、止轉定位銷，轉動柱塞套，使得第一頂尖上的下一個分度孔與定位套的分度定位孔對齊，插入分度定位銷、止轉定位銷，按上述方法在柱塞套上鉆第二排中心孔，逐一完成每排中心孔的鉆孔加工，將中心孔全部鉆好。

2.4 鉆？覫7.8孔

用橫梁定位銷將定位橫梁兩端安裝，轉動調節手柄，通過第一頂尖和第二頂尖夾持已鉆好中心孔的柱塞套，抽出分度定位銷、止轉定位銷，重新插入分度定位銷、止轉定位銷，拆卸下定位橫梁，鉆？覫7.8孔，并按照上述2.3的加工方法，將？覫7.8孔全部鉆好。

2.5 鉸？覫8孔

用橫梁定位銷將定位橫梁兩端安裝，轉動調節手柄，通過第一頂尖和第二頂尖夾持已鉆好？覫7.8孔的柱塞套，插入分度定位銷、止轉定位銷，拆卸下定位橫梁，鉸？覫8孔，并按照2.3的加工方法，將？覫8孔全部鉸好。

3 ?柱塞套鉆鉸孔定位裝置的特點

①該裝置的關鍵技術表現在孔的加工精度主要由加工工裝來保證，采用雙頂尖結構裝夾工件，符合基準統一原理，保證了柱塞套內孔和外圓柱面內外基準統一，克服了操作員工技能水平對加工工件的影響。相對于傳統加工方案，設計新穎。

②該工裝設置對刀孔，準確加工定位;設置分度定位孔，保證孔在圓柱面上準確分度;按孔距設置工裝移動距離，準確保證孔距;調整絲杠，保證產品裝夾適當。柱塞套圓柱面上加工孔的軸線準確投影在柱塞套的回轉中心線上，鉆孔和鉸孔一次使用同一個工裝，保證了孔的加工質量。該裝置創造性的運用了旋轉分度、雙頂尖裝夾的方法，使中心鉆孔定位、鉆孔、鉸孔等在不同加工工序執行過程中，保證了孔加工的同心，減小了加工誤差的出現。相對于傳統加工方案，具有一定創新性。

③已在生產實踐中的鉆床上使用該裝置完成了柱塞套的全部孔加工工序，且對操作員工的技能要求較低，無廢品出現?？朔嗽纫繑悼劂娀蚣庸ぶ行牟拍芡瓿傻募庸すば颍v出了高端設備完成其他更多高附加值的工作。通過在加工過程中的檢驗，刀具損耗大大降低，使得生產成本降低。原來每8小時生產22件，經常有廢品;而使用該工裝每8小時生產48件，無廢品。加工效率比原先工藝方法提高了一倍多，廢品率的降低也使得生產效益提高了一倍以上。該工裝的使用真正達到了保證質量、降低成本、節約能、耗縮短時間、提高效率的目的。相對于傳統加工方案，實用性強。

4  柱塞套鉆鉸孔定位裝置的有益效果

①采用雙頂尖結構裝夾工件，在實現工件牢固夾持的同時，保證了和柱塞套前工序車削加工相同的裝夾方法，符合基準一致原理，在加工過程中，能夠保持工件內外基準統一，孔的加工精度主要由加工工裝來保證，克服了操作員工技能水平對工件加工質量的影響;

②滑動定位板及底板上開設的定位孔，通過定位銷及定位孔實現滑動定位板的滑動位移，以此確定柱塞套圓柱面上鉆孔的軸向距離，保證了加工孔間的孔距;

③通過第一頂尖安裝端開設的分度孔，運用旋轉分度的方法，使得鉆中心孔定位、鉆孔、鉸孔等在不同加工工序對柱塞套加工時，能夠保證工件孔加工的同心，加工誤差大大減小;

④通過開設有正位孔的定位橫梁實現不同工序加工時工件的找正、定位，操作簡單方便，為工件的精準定位夾持、保持基準統一提供了可靠保障;

⑤結構簡單，相較傳統的柱塞套鉆鉸孔設備，采用該定位裝置及加工方法實現對柱塞套的鉆鉸孔加工，加工操作簡單方便，降低了對加工操作員工的技能要求，加工質量跟加工效率均大大提高，有效減少或避免了廢品工件的出現，產品合格率大大提高，從而帶來了生產效益的大幅提高。

參考文獻：

[1]浦艷敏，李曉紅，閆兵.金屬切削刀具選用與刃磨[M].北京：化學工業出版社，2016.

[2]朱煥池.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2016.

[3]隋志強，于超，張學亮，武騰力.淺析柴油機高壓油泵柱塞副咬死故障[J].內燃機與配件，2017（05）：75-76.

作者簡介：張增渠（1970-），男，山東濰坊人，濰坊職業學院講師，車工高級技師，碩士，研究方向為機械設計及制造。