針對圓弧面上鉆孔難的實際加工問題，設計了一種基于鼓式制動器上制動蹄鐵零件圓弧面鉆孔的工裝夾具，進行工藝創(chuàng)新，利用工裝夾具，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。為一些小中型企業(yè)的發(fā)展提供類似零件的加工思路。
序言
鉆孔是機械行業(yè)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(shù)要求較高。在弧面上鉆孔，由于切削力不均勻，孔中心易發(fā)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(yè)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(yè)沒有數(shù)控多軸設備的現(xiàn)狀，同時也解決弧面上鉆孔難的實際技術問題。
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。
圖1 制動蹄鐵孔加工尺寸
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(shù)控機床加工，這種方法簡單，容易操作。對生產企業(yè)設備要求高，必須是擁有多軸數(shù)控設備的企業(yè)才能實現(xiàn)此類零件的加工，這制約了一些小中型企業(yè)的發(fā)展。三是自制工裝夾具，進行工藝創(chuàng)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。
工裝夾具設計
根據(jù)對制動蹄鐵零件的加工工藝分析，以及企業(yè)現(xiàn)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
1—底板 2、9—側板 3—外端蓋 4—螺釘 5—軸承
6—分度裝置 7—夾具體 8—鉆套 10—內端蓋
11—手柄 12—軸
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
1—定位板 2、5—螺母 3、4—定位銷
根據(jù)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(xiàn)了零件一次裝夾，完成6排共18個孔的加工。
圖4 分度裝置
1—分度板 2—彈簧 3—腳踏桿 4—定位銷
5—固定銷 6—支撐塊
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(wěn)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(yè)的發(fā)展提供類似零件的加工思路。
